Experimentos

Antes de que apareciera formalmente la Física Cuántica a manos de Max Planck (1900) ya había un experimento que demostraba el comportamiento dual (onda-partícula) de la luz: el experimento de la doble rendija o experimento de Young.

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Experimento de Young o de la doble rendija donde se aprecia el patrón de intereferencia típico de los comportaminetos ondulatorios

En 1803, Thomas Young hizo un experimento para determinar la naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz. Su experimento consistía en una fuente de luz que iluminaba un obstáculo con una pequeña ranura. Cuando una onda pasa por una pequeña ranura ésta se dispersa. Más adelante había otro obstáculo con dos ranuras que crearían dos ondas más, las cuales estando suficientemente próximas crearían una interferencia entre ambas.

En el caso de que la luz fuese un corpúsculo, y enviáramos un solo fotón, no habría ningún patrón de interferencia, simplemente un punto de luz en la pantalla del fondo. Sin embargo, se percibe que incluso lanzando un solo fotón éste crea el mismo patrón de interferencia, habiendo las mismas zonas oscuras en la pantalla. También se observa que si ponemos un detector entre el segundo obstáculo y la pantalla, se desvanece el patrón de interferencia.

Más reciente es la obtención del Condensado de Bose-Einstein (BEC); en este caso las bases teóricas se postularon en la década de los 20 en manos de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein. El primero describe ciertas reglas para determinar si dos fotones deberían considerarse idénticos o diferentes (Estadísticas de Bose) y Einstein aplica dichas reglas a los átomos intentando averiguar como se comportarían. Así, halla los efectos de que a muy bajas temperaturas los átomos están al mismo nivel cuántico produciendo fenómenos como la superfluidez o la superconductividad.

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Distribución del momento de los átomos bosónicos ultrafríos para enfriar el gas hasta la temperatura crítica del Condensado Bose-Einstein. A la derecha se ha alcanzado el Condensado Bose Einstein

No fue hasta 1995 cuando se logró el Condensado de Bose-Einstein en condiciones ideales. Eric Cornell y Carl Weiman (también Wolfgang Ketterle en Alemania) enfriaron átomos al nivel más bajo de energía, menos de una millonésima de Kelvin por encima del Cero absoluto, produciendo que una serie de átomos coherentes se comportaran como un superátomo. Como dice Ketterle, los átomos en el condensado de Bose-Einstein son a los átomos normales lo mismo que el láser es a la luz ordinaria.

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Cámara de vacío utilizada por Alain Aspect en su famoso experimento

Otro experimento es la demostración de la no-localidad en el Universo, llevado a cabo por Alain Aspect en el Instituto de Óptica Teórica de Orsay, cerca de Paris en 1982. En el experimento fotones enlazados (provenientes de un mismo átomo) y polarizados se medían al mismo tiempo para demostrar si había alguna correlación entre ellos. Como la luz (300.000 km/s) no tenía tiempo suficiente para transmitir información de un fotón al otro, pero existía siempre una correlación entre los dos se decía que había una acción instantánea. Esto violaba la desigualdad de Bell* demostrando que el equipo de Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) no tenía razón al creer que la acción a distancia era imposible.

En este Universo no-local dos partículas separadas por años luz pueden estar vinculadas instantáneamente, quizás como dice D. Bohm y su teoría del orden implicado, este experimento puede dar indicios de una realidad fundamental oculta.

* Bell demostró que si vale la idea de Einstein se cumple una desigualdad llamada la desigualdad de Bell