Quantum en el salón de tu casa

#Reflections

13.09.2024 Tiempo de lectura: 5 minutos

Equipo editorial BizkaiaTech

Ilustración: Arima

Todo el mundo se acuerda de los experimentos de ciencia del cole, ya que, junto a las olimpiadas (y el último día de clases, ups), solía ser el mejor día de todo el año escolar. Los volcanes, los globos que no explotaban al ser pinchados, los vasos apilados, el agua y el aceite… qué tiempos.

Para recuperar esos días llenos de ilusión, os traemos un experimento un tanto… peculiar. Por desgracia, esta vez, ni va a erupcionar nada, ni te vas a ensuciar las manos ni vas a tener que hacer nada que te provoque una adrenalina loca. Ya, es una pena, lo sabemos. Pero, es que, las partículas subatómicas no hacen esas cosas. Sí, lo has leído perfectamente: partículas subatómicas. ¿Acaso se pueden hacer experimentos con algo que ni siquiera se puede ver? ¡Claro que sí! Te enseñaremos cómo (y por qué).

Así que… si quieres entender mejor los fenómenos cuánticos utilizando cosas que (mayormente) encuentres en tu casa, estás en el lugar idóneo. Prepara tus herramientas y ¡a por ello!

Difracción de luz: Pero… ¿qué estoy viendo?

Necesitarás…

  • Un puntero láser
  • Un trozo de cartón pequeño o papel de aluminio
  • Unas tijeras
  • Pegamento o cinta adhesiva
  • Una pared blanca

* Advertencia: Nunca apuntes a nadie (ni a ti mismo/a) con el láser, ya que puede ser muy perjudicial para la salud. Utilízalo solo para el experimento.

Objetivo:

Tratar de pasar la luz del puntero láser por una pequeña rendija para ver el patrón que crea en la pared (te sorprenderá).

Cómo hacerlo:

  • Cogeremos el cartón y las tijeras e intentaremos hacer una rendija muy estrecha (del tamaño de la hoja de la tijera) de unos 5cm de largo.
  • Una vez tengamos la rendija hecha, colocaremos el puntero láser y el trozo de cartón con la rendija a la misma altura, a unos 10cm de distancia entre ellos. Para ello, podemos utilizar cualquier superficie y pegar los dos elementos con cinta adhesiva o pegamento.
  • Es importante que estén a la misma altura para que la luz del láser pase exactamente por la rendija.
  • Es importante, también, tener la pared blanca detrás para que la luz se proyecte ahí y se pueda ver con claridad.
  • Cuando esté todo colocado, solo faltará apagar las luces y ¡voilà! Ya podremos observar el patrón de difracción que hace la luz. ¿A que es chulo?

Un plus: Si conseguir un puntero láser se te hace imposible, hay algo mucho más sencillo que puedes hacer: Coge un trozo de papel de aluminio y hazle un agujero súper, súper pequeño con un alfiler. Si vas acercando ese trozo de papel al ojo también se debería de ver el efecto de difracción.

El porqué:

Lo que todo el mundo piensa cuando hace pasar una luz por una rendija, es que la luz se vea proyectada en la pared con la misma forma que la rendija, ¿verdad? Pues, en el caso de las luces monocromáticas (el láser, en este caso) no es así.

En este caso, la luz se comporta como una onda, y al pasar por una rendija estrecha, en vez de viajar en línea recta se esparce por la rendija, saliendo por ella en diferentes direcciones. Es lo mismo que pasa cuando lanzas una piedra al agua. ¿Ves cómo las ondas cogen forma de círculo alrededor de la piedra? Si cambias el agua por luz, el fenómeno es exactamente el mismo.

Y, ¿qué tiene que ver esto con la cuántica? La difracción, de por sí, no tiene nada que ver con la física cuántica, pero es una buena manera de enseñar cómo funcionan las partículas, porque, como sabemos, pueden exhibir comportamientos de onda y partícula. En resumen, la luz también tiene una naturaleza dual, puede comportarse como una partícula o como una onda, en este caso, en cuanto interactúa con la rendija que hemos puesto como obstáculo.

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