Ondas, electromagnetismo y toda la pesca (y 2)
(En este bonito dibujo se aprecian los distintos tipos de ondas electromagnéticas organizadas según su frecuencia)
Acabé el primer long play repasando las características de las ondas que pululan por el submundo de las partículas. Prosigamos.
Más madera: hay ondas electromagnéticas de varias clases, que en su conjunto integran el llamado espectro electromagnético. Lo que diferencia unas de otras es la longitud de onda y la frecuencia (que se traduce en diferentes niveles de energía, como ya se vio antes). De menor a mayor frecuencia y energía encontramos: ondas de radio, microondas, infrarrojas (incluyo la radiación térmica), luz visible, ultravioletas, rayos X y rayos Gamma. Las menos dañinas para los seres vivos son las ondas de radio, y las más perjudiciales, por tener una elevada frecuencia (energía), son las gamma (ligadas a los procesos de radiactividad por fisión nuclear). Las radiaciones electromagnéticas están formadas por fotones, que van en paquetes (quantos), como los lotes de Navidad. Aprovecho la ocasión para decir que los fotones son las estrellas del rock subatómico, junto con los quarks y los electrones. La radiación electromagnética es, pues, la energía (e información) transportada por cualquier tipo de onda electromagnética. Que no se me olvide: el electromagnetismo posee algunas de las ondas más provechosas, útiles y universales, tanto en el conocimiento de la realidad como por su aplicación en adelantos tecnológicos.
Estamos viendo el papel de primer orden que juegan las ondas en la física de partículas; y su importancia para investigar el mundo micro y macro. Ello nos obliga a decir cuatro cosillas de la llamada función de onda, la cual traduce la probabilidad de obtener información de cualquier sistema subatómico, en el que actúan partículas y ondas de energía. Tal vez el paradigma de la física cuántica sea la interpretación que Born dio a la función de onda formulada por Schrödinger. Que en síntesis significa lo siguiente: a lo máximo que se puede aspirar es a establecer con qué probabilidad puede darse un suceso en unas condiciones determinadas (que se halle un electrón en un estado del espacio determinado, por ejemplo): pero nunca la certeza de que tal suceso vaya a ocurrir. Y esto, señoras y señores, distinguido público al que tanto quiero y tanto debo, marca un antes y un después en la historia de la física.
Demos un paso más. Cuando se produce una medición, es decir, cuando se determina la masa, la carga y el espín –giro- de por ejemplo un electrón en un punto, se produce el colapso cuántico y se convierte en una partícula. ¿Recuerdan la dualidad onda-partícula? El electrón y unos cuantos bichos más pasan a actuar como partículas cuando se las detecta/mide (colapso cuántico), pero si no se miden y se les deja ir a su bola, actúan como ondas sometidas a un patrón de probabilidades; y no se puede predeterminar cuál será su comportamiento, solo se puede precisar la probabilidad de que actúen o se manifiesten de una forma u otra. Y esa probabilidad se comporta como una onda; por lo que la función de onda es una onda de probabilidad (Lederman). Tranquilos, no se me asusten, no pasa na. Retengan que los bichos elementales pueden manifestarse como partículas o como ondas, y que no se puede predeterminar su comportamiento.
Estamos analizando un aspecto fundamental de la física de partículas: el observador -el científico que indaga información subatómica- altera la observación. Y eso no es magia Borrás; en absoluto. Lo que sucede es que el científico para obtener información necesita emplear ondas y/o partículas, y estas interactúan con el sujeto a observar, por lo que lo alteran. ¿Sí, vamos bien para ir a Reus? Pues arreando que ya queda poco.
El concepto de campo, en fin, también es fundamental en física. El campo en nuestro nivel de análisis es un ámbito espacial definido por una fuerza que transmite su influencia a otras fuerzas o a la materia mediante ondas; su canal de acción, para entendernos. Por ejemplo, el campo electromagnético lo componen las ondas de fuerza eléctrica y magnética que se difunden por el espacio a la velocidad de la luz y afectan (o pueden afectar) a entes materiales o a otra fuerzas. Los móviles o la televisión, sin ir más lejos, funcionan gracias a esos campos. La rama que explica los campos en física de partículas es la teoría cuántica de campos.
Espero que este vídeo ayude a entender mejor la cosa:
