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Mecánica cuántica

De los cuantos a los fotones

Entre 1905 y 1924, se va desentrañando la naturaleza dual de la radiación electromagnética, a la vez ondulatoria y corpuscular.

Abraham Pais, autor de una exhaustiva biografía científica sobre Einstein, se preguntaba por qué "el padre de la relatividad restringida tardó doce años en escribir la relación p = hn/c, teniendo ya E = hn". ¿Por qué Einstein esperó tanto tiempo para dotar a los cuantos de luz de una cantidad de movimiento p y concebirlos como partículas, lo mismo que el electrón? En mecánica newtoniana, la cantidad de movimiento se define como el producto de la masa del objeto por su velocidad. La teoría de la relatividad extiende esta noción a las partículas que se desplazan a la velocidad de la luz: tales partículas pueden existir, están dotadas de una masa nula y su cantidad de movimiento corresponde al cociente entre su energía y la velocidad de la luz en el vacío. El cuanto de luz sería, por tanto, una partícula de masa nula que se desplaza a la velocidad de la luz en el vacío (unos 300.000 kilómetros por segundo).

Para responder a la cuestión de Pais hemos de contar con el rigor metodológico de Einstein, sobre todo en el dominio de los cuantos. Einstein distingue siempre estos trabajos de los que tratan de la relatividad; sabe perfectamente que avanza sobre un terreno delicado. Sus aportaciones sobre la relatividad, por audaces que fueran, respondían a una cuestión largo tiempo debatida. El concepto de fotón, en cambio, se oponía a una interpretación ondulatoria de la luz, aceptada por los físicos desde hacía varios decenios. La propuesta de cualquier otra concepción exigía, pues, argumentos sólidos, una buena dosis de prudencia y máxima precisión.

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