En 1905, su año maravilloso, Albert Einstein publicó un trabajo en el que ofrecía una explicación para el efecto fotoeléctrico (la emisión de electrones al incidir la luz, fenómeno descubierto por por Heinrich Hertz en 1887), por la que le fue concedido años después el premio Nobel (a pesar de haber establecido ese mismo año la Teoría de la Relatividad Especial, esto no fue tenido en cuenta por el Comité Nobel).
Heinrich Hertz
Lo que Einstein venía a decir era que la luz, tal y como había enunciado Newton, está compuesta por pequeñas partículas de diferente energía según su color (o frecuencia) de la radiación. La energía de estas partícular era h . ν, donde h es la constante de Planck, ν es la frecuencia. Estos corpúsculos de la luz fueron llamados “fotones” en 1926 por el físico Gilbert Newton Lewis, y ese es el nombre que ha prosperado.
Max Planck
Esta idea de Einstein de considerar la luz formada por fotones (cuantos de energía) no fue plenamente aceptada, a pesar de que como hemos comentado explicaba el fenómeno fotoeléctrico. Pero seguía sin explicar otros como como por ejemplo la interferencia y la difracción, que se explicaban solamente con una teoría ondulatoria. El mismo Planck escribía en 1910:
“Si el concepto de fotón se aceptara, la teoría de la luz regresaría por siglos a la época en la que los seguidores de Newton y Huygens disputaban sobre la cuestión de partícula contra la teoría ondulatoria de la luz. Todos los frutos del gran trabajo de Maxwell estarían amenazados por unas cuantas especulaciones más bien dudosas”.
Los trabajos posteriores de Niels Bohr acerca de la estructura atómica (el modelo del átomo de hidrógeno basado en el modelo atómico propuesto por Ernest Rutherford, a cuyo grupo se había unido Bohr), y sobre todo los posteriores de Louis de Broglie en su tesis doctoral “Investigaciones sobre la teoría de los cuanta” en 1924, supusieron avances significativos. La idea de una dualidad onda-corpúsculo iba cuajando.
En 1927, C. J. Davisson y L. H. Germer en Estados Unidos por un lado, y G. P. Thomson en Inglaterra por el otro, demostraron experimentalmente que un haz de electrones que se hace incidir sobre un cristal se difracta. Con ello quedaba confirmado que los electrones podían comportarse como partículas u ondas.
Werner Heisenberg
La mecánica cuántica, gracias a todos estos avances así como al empuje de Max Born, Erwin Schrödinger, Carl Eckart ,Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, y otros, se asentó definitivamente. Sin embargo, a pesar de haber sido uno de sus grandes impulsores, Einstein nunca se sintió cómodo con la indeterminación propugnada por el Principio de Heisenberg, y todos tenemos en la mente su famosa frase: “Dios no juega a los dados con el universo”.
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