El experimento de la doble rendija de Young, ha sido tratado hasta la saciedad y existen por la red, más de 20.000 entradas para informarse desde muchos puntos de vista. Aparte de los pretendidos didácticos, supuestamente redactados por profesionales teóricos o, prácticos, existen los debates en varios foros, que al realizarse con buena dosis de imaginación, aportan mayor visión interpretativa.
He examinado un montón de ellos y en particular, he seguido debates de alshain, aquí y en Astroseti, incluyendo su blog The Last Monolith.
Con todo, siempre encontré a faltar una redacción, que se dirigiera a lectores profanos, que prescindiera al máximo de fórmulas y en lo posible, no tuviera que acudir a la decoherencia, ni a entrelazamientos cuánticos.
Todo esto está muy bien para los entendidos, pero al que se inicia como estudiante, o simple curioso de la ciencia, se le hace tan cuesta arriba que puede preferir abandonar.
No ha sido mi caso, sino que pretendo exponer de la forma más llana que pueda, la idea que me formé con tantas consultas, no dudando que si se aparta mucho de la realidad constatada, me lo corregirá como tantas veces ha hecho ya.
En 1801, Young, realizó el experimento de hacer pasar un rayo de luz monocromática, a través de dos ranuras muy próximas y de pequeña amplitud para llegar a una pantalla, en la que se plasmaron unas franjas claras y oscuras, que demostraron la modalidad ondulatoria de la luz.
Posteriormente, Taylor, en 1909, repitió el experimento, enviando una luz muy débil, para conseguir que el paso de fotones fuera el mínimo. Se reafirmó la condición dual del fotón como partícula y onda.
En 2006, Toshiba, mediante un artilugio que pretende conseguir emitir fotones uno a uno, para garantizar que se forman las franjas demostrativas de interferencia de ondas, renovó el experimento, con éxito.
Con ello, el lector, no se entera de los pasos que realiza el fotón para mostrarse así. En cambio al menos puede saber que la fórmula que nos facilitó Young, es válida.
L = y * d / D
En ella, L es la longitud de onda del fotón
La y , es la mitad de la amplitud de las interferencias.
La d, es la separación de las rendijas
La D, es la distancia entre las rendijas y la pantalla
Para que esta fórmula, un profano la capte de forma que le permita imaginar el curso del fotón, es muy conveniente un gráfico (siento no saber subirlo aquí, como tampoco las fórmulas con Latex). Sin embargo lo voy a suplir mediante un descenso de la teórica a la matemática concreta.
A la L, que es la longitud de una onda en general, la determino con el valor de 5*10^-5 cm y así siempre me referiré a ella y no a la multitud de valores que pueden hallarse en un rayo de luz estelar o de focos artificiales de luz blanca (mezcla de todas las longitudes onda visibles) sin polarizar.
La d, debe ser una separación muy pequeña, para que la onda dispersa del foco emisor, consiga abarcarlas a la vez. Evidentemente si el experimento se hiciera con distancias entre el foco y las rendijas de muchos km., la separación de las rendijas podría ser mayor, dado que habría garantía de que el frente de ondas los abarcaría sobradamente.
Tomo pues la separación de 1 mm.
La distancia a la pantalla, 100 cm.
Y en ella, mediremos 0,5 mm que corresponderán a y, la mitad de la amplitud de la interferencia.
Aplicando los valores a la fórmula, resulta:
5*10^-5 cm. = 0,05 cm*0,1 cm / 100 cm.
Con esto nos formamos mejor la idea de lo que tratamos, al menos yo con algo concreto me desenvuelvo mejor.
Y ahora, para analizar lo que sucede con los fotones dirigidos a las rendijas, los contemplo en tres casos .
Todos ellos siempre fotón único y procedente de un foco cercano, por lo que la onda que llega a las rendijas, no es plana como sería la llegada del Sol, por proceder de una gran distancia. La onda será en arco con radio en el foco.
Caso primero- El fotón dirigido a la pantalla con dos rendijas verticales, debido a la incertidumbre de su ubicación en su longitud de onda, puede colisionar fuera de las rendijas, ya que a pesar de apuntar directo, el ángulo de salida puede divergirle hasta 30”, con lo que el fotón se hallaría en una distribución de superficie mayor que las separaciones de las rendijas, y el valor concreto, dependerá de la distancia al foco, que para lo que pretendo no es relevante.
Caso segundo- El fotón, coincide con la rendija de la derecha. En este caso contemplo las variantes de A), pasa el fotón con su onda completa, sin rozar los bordes de la rendija con un ancho de 1/2 mm. (Muy buena puntería, a pesar de que en este 1/2 mm. de abertura, caben hasta 1000 fotones con sus ondas). Y la variante B) Pasa rozando a uno u, otro lado, por lo que se difracta.
Caso tercero- El fotón tiene la probabilidad de realizar lo propio de la rendija de la derecha, con la de la izquierda. En ambos casos el frente de onda, puede abarcar a las dos.
Lo citado, se refiere únicamente al lado de la pantalla con rendijas, frente al foco. Queda por ver lo que sucede al otro lado, entre las rendijas y la pantalla final.
Pero antes debemos sentar las bases de cómo presento al fotón y posteriormente lo que ocurre si no logramos enviar un fotón único de una vez, y tiene que ser por un haz de ellos.
Los 1000 fotones, pueden pasar por cada rendija, en un solo plano horizontal. Para simplificación en el experimento, prescindo de volumen.
Incluso, antes de seguir, me planteo si es conveniente en hilo aparte la transcripción del concepto asumido del fotón.
Saludos del Abuelo.
Se puede saber ¿que tratas de encontrar en el experimento de las rendijas?....es que no puedo ni tan siquiera instuirlo ¿No podias empezar por indicar el objetivo y despues desarrollar las hipotesis? te lo digo con la sana y noble intención de que podamos implicarnos mas foreros en el tema si supieramos previamente a donde quieres llegar...
