Las relaciones íntimas entre la luz y la materia

Aunque podría pensarse que la luz y la materia son entes aislados, mantienen en realidad una relación muy estrecha, casi “simbiótica”, que empezamos a desvelar con detalle hace apenas un siglo.

Para ese momento muchos creían que ya entendíamos todo sobre el mundo físico, pero, lejos de ello, estábamos ad portas del nacimiento de la física moderna.

Uno de los fenómenos que propiciaron esta revolución es conocido como el efecto fotoeléctrico, y su entendimiento fue tan trascendental, que explicarlo correctamente le dio a Albert Einstein el Premio Nobel de Física en 1921.

El efecto fotoeléctrico había sido descubierto en 1887 por el joven científico Heinrich Hertz (famoso por descubrir también la forma de producir y detectar ondas electromagnéticas, base de la radio y las telecomunicaciones) al notar como un material perdía electrones cuando era iluminado con cierto tipo de luz.

Einstein explica satisfactoriamente lo que sucede a nivel atómico, suponiendo que la luz está formada por paquetes de energía (cuantos) y que esta energía depende del tipo de luz, publicando sus resultados en 1905 en un artículo titulado “Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz” – el mismo año en que publica su teoría de la relatividad especial.

Einstein confirmaba así la teoría corpuscular de la luz, es decir que la luz se comportaba como una partícula; los cuantos de luz que luego se llamarían fotones.

La explicación no dejó contentos a muchos, principalmente a los  que pensaban en la luz como una onda, entre ellos el físico Robert Millikan, quien durante una década realizó experimentos para tratar de rebatir a Einstein. Al final no lo consigue y tiene que aceptar que los desarrollos de Einstein predicen los resultados observados, otro punto más para esta nueva física, que le da al propio Millikan el Premio Nobel de Física en 1923.

Lo anterior era solo el primer triunfo de lo que ahora conocemos como la mecánica cuántica, que dentro de la física moderna nos permite describir la naturaleza de lo más pequeño.

El siglo XX nos llevaría a nuevos y fascinantes descubrimientos, basados en la relación entre la luz y la materia. Desde la tecnología láser, paneles solares, puertas automáticas, hasta el hecho de saber de qué están hechas las estrellas a partir de las técnicas de espectroscopia, le debemos todo al entendimiento de como los átomos de la materia pueden pasar de un estado a otro, absorbiendo o emitiendo fotones.

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