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¿Qué es la luz?

 

¿Qué es la luz?  

Barry R. Masters

Así de simple: ¡Hágase la luz! Y sin embargo, tan complicado. En efecto, ¿qué es la luz?


Lista de referencias

"Y dijo Dios: 'Sea la luz," y fue la luz."

Génesis 1: 3 

 

"Por el resto de mi vida, voy a reflexionar sobre lo que es la luz." Albert Einstein, hacia 1917

 

"Cincuenta años de reflexión consciente no me han acercado a la respuesta de la pregunta: ¿Qué son los cuantos de luz? Ciertamente hoy cualquier granuja cree saber la respuesta, pero se engaña a sí mismo."

Albert Einstein, 1951

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Luces nórdicas, por Kshitijr96 [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons.

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El ojo es un fotodetector. Fotografía de Woodwalker [CC  3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons.

La luz es un prerrequisito para la vida, ya que es la fuente esencial de energía en nuestros alimentos. La luz es parte integral de la religión, de historias de la creación, de la poesía, de la literatura, de la lengua, y de la cultura. La luz es belleza atmosférica como en el amanecer y en la puesta del sol, el arco iris, la aurora boreal y la aurora austral. La luz es un prerrequisito para la visión; de hecho, las teorías de la luz y la visión tienen una historia intrincada que data de los tiempos de los filósofos griegos y árabes. La visión requiere luz y dispositivos ópticos, tales como anteojos, lentes de contacto y la cirugía refractiva con láser puede mejorar la agudeza visual. Con luz se puede diagnosticar y tratar las enfermedades de los ojos.

La luz se detecta mediante su interacción con los electrones de átomos o moléculas, tanto en los fotorreceptores de la retina como en los detectores semiconductores de nuestras cámaras. Los colores enriquecen nuestro entorno, estimulan y deleitar a la gente de todo el mundo, y agregan belleza a nuestros hogares, nuestras ciudades y nuestras vidas. La luz del sol, de la luna, y de las estrellas beneficia, maravilla y agrega belleza a la vida de todos los pueblos de la tierra. La luz es la base de nuestro mundo moderno; su generación, manipulación, transmisión, y detección son parte esencial de nuestra comunicación, manufactura, equipo médico, arte, espectáculos de luces, instrumentación biotecnológica, programas educativos e instrumentación de laboratorio para el avance de la ciencia y la tecnología. La luz es nuestra fuente de información acerca de la creación del universo, de los procesos fotofísicos en las estrellas, y del carácter universal de las leyes físicas. La luz, mediante la espectroscopia, condujo a nuestro conocimiento teórico y experimental de la estructura de los átomos y moléculas. La luz y su interacción con la materia llevaron a la invención y el desarrollo de la mecánica cuántica. La luz ha ocupado la mente de los poetas, los filósofos (desde el siglo V aC), los artistas, los científicos, y los ingenieros. Hoy en día, la luz conecta personas y culturas dispares, y naciones en la gran familia humana. La luz fascina, estimula, y nos conecta. Los niños se sorprenden de cómo la luz solar se concentra mediante una lupa para encender fuego. Las personas se sorprenden cuando al mirar a través de un telescopio o de un microscopio pueden ver el macrocosmos y el microcosmos.

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Izquierda: Diagrama de Lord Rose (1865) de la Galaxia Remolino vista con el telescopio del Castillo Birr (telescopio reflector de 1.8 m). Centro: Combinación digital (NASA / ESA 2005) de una imagen terrestre del telescopio de 0.9m del Observatorio Nacional Kitt Peak y una imagen del Telescopio Espacial Hubble. Derecha: Imagen de polvo infrarrojo de la Galaxia.

Históricamente, la luz puede ser entendida como una onda, como una partícula cuántica, y como un campo cuántico. Complicado? ¡Sí! De hecho, a menudo la pregunta "¿Qué es la luz?" se deja de lado para contestar primero "¿Cómo se comporta la luz?" Más específicamente, la pregunta "¿Qué es la luz?" se sustituye a menudo por la pregunta "¿Cómo se propaga la luz y cómo  interactúa con la materia?". En este ensayo señalo algunos de los orígenes conceptuales clave del dualismo onda-partícula y de las teorías de la interacción luz-materia a principios del siglo XX.

Analizo las contribuciones seminales de Albert Einstein a nuestra comprensión de la naturaleza de la luzy de sus interacciones con la materia. Las teorías de Einstein de la relatividad y su confirmación experimental lo hicieron popular en todo el mundo; sin embargo, sus contribuciones en el campo de la óptica han transformado nuestra comprensión de la luz, así como nuestra capacidad de manipularla para aplicaciones en una amplia gama de áreas, incluyendo la medicina, las telecomunicaciones, la fotónica y la investigación experimental en física fundamental mediante los condensados de Bose-Einstein. Su trabajo sobre la emisión estimulada contribuyó al desarrollo del láser, un dispositivo que está transformando nuestro mundo. Las publicaciones de Einstein sobre la luz influenciaron tanto a Louis de Broglie como a Erwin Schrӧdinger y llevaron a la invención de la "mecánica ondulatoria." Einstein estableció el puente entre la propagación espacial de la radiación y las interacciones radiación-materia. Entre los años 1905 y 1916, Einstein explicó la interacción entre la luz y la materia mediante la absorción y emisión de cuantos de luz, lo que explica varios fenómenos físicos: la regla de fluorescencia de Stokes, la ionización de gases por luz ultravioleta, y el efecto fotoeléctrico. En el efecto fotoeléctrico radiación de una frecuencia umbral incide sobre una superficie metálica y expulsa electrones; este principio se materializa en detectores de luz como el tubo fotomultiplicador. La hipótesis de la emisión inducida o estimulada de Einstein es la base del funcionamiento del láser.

Primeros experimentos en interacciones luz-materia

Es a la vez interesante e instructivo el estudiar los antecedentes del trabajo de Einstein en la interacción luz-materia. En 1887, Heinrich Hertz, quien generó, detectó, y caracterizó la propagación de las ondas electromagnéticas, observó que luz ultravioleta incidente sobre uno de sus resonadores facilitaba el salto de la chispa.  Su asistente Wilhelm Hallwachs confirmó y amplió esta observación en 1888, cuando se demostró que la radiación ultravioleta hacia que los metales neutros adquirieran carga positiva. En 1899, Joseph J. Thomson estudió el efecto de la radiación ultravioleta sobre la producción de "corpúsculos" [electrones] de una placa de metal en el interior de un tubo de Crookes. Thomson midió la corriente de la placa y determine que aumentaba con la frecuencia y la intensidad de la radiación, y fué el primero en publicar que el fotoefecto inducido por radiación ultravioleta produce emisión de electrones. En 1902 Philipp Lenard, quien trabajaba en la Universidad de Kiel, demostró que la radiación de longitud de onda corta de una lámpara de arco de carbón provocaba la emisión de electrones al incidir sobre una superficie metálica. El número de electrones emitidos, pero no su energía cinética, aumenta con la intensidad de la luz, y por debajo de una frecuencia específica de la radiación no se emiten electrones. Lenard también observó que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es independiente de la intensidad de la radiación incidente, pero aumenta con su frecuencia; midió los efectos de tres frecuencias diferentes de la luz ultravioleta sobre la emisión de electrones de una placa de aluminio.

Cuanto de luz de Einstein

En 1905 Einstein publicó un trabajo pionero, "Un punto de vista heurístico acerca de la producción y transformación de la luz", en el que deduce de la termodinámica estadística de Boltzmann que la entropía de la radiación descrita por la ley de distribución de Wien tiene la misma forma que la entropía de un gas de partículas elementales o cuantos de energía, con cada cuanto siendo proporcional a la frecuencia de la onda correspondiente. Einstein escribió: "la radiación monocromática de baja densidad (dentro del rango de validez de la fórmula de radiación de cuerpo negro de Wien [válido para  / kT <<1]) 1/kTh]) se comporta, en un sentido termodinámico, como si consistiera de los cuantos de radiación independientes entre sí de magnitud [],” siendo el símbolo h la constante de Planck y ν frecuencia de la luz. Además, "Cuando un rayo de luz se esparce desde una fuente puntual, la energía no se distribuye de forma continua sobre un volumen cada vez mayor, sino consta de un número finito de cuantos de energía localizados en puntos del espacio, que se mueven sin dividirse, y sólo pueden ser absorbidos o generados como unidades completas”. Einstein utiliza alternativamente los términos  cuanto de energía (Energiequant) y cuanto de luz (Lichtquant). Este concepto de energía discontinua en la radiación contradice la teoría ondulatoria continua de Maxwell de la radiación electromagnética. Una década más tarde, en 1916, Einstein discutió el momentum p=hν/c y la masa en reposo cero de su cuanto de luz en su publicación: “Emisión y absorción de la radiación en la teoría cuántica”, Deutsche Physikalische Gesellschaft. Verhandlungen 18, 318.

El fotón

El físico-químico estadounidense Gilbert N. Lewis construyó el término "fotón" en un artículo publicado en la revista Nature en 1926. “Parecería inapropiado hablar de una de estas entidades hipotéticas como una partícula de luz, un corpúsculo de la luz, un cuanto de luz, o quant luz, si hemos de suponer que gasta sólo una mínima parte de su existencia como portador de energía radiante, siendo el resto del tiempo un elemento estructural importante dentro del átomo ... por ello me tomo la libertad de proponer para este nuevo átomo hipotético, que no es luz pero que juega un papel esencial cada proceso de radiación, el nombre de fotón". Después de que Lewis propuso el término" fotón "en 1926, muchos físicos lo adoptaron como nombre para el cuanto de luz de Einstein. Sin embargo, el concepto de Lewis del fotón era completamente diferente al de Einstein. H. Kragh descubrió que el nombre de fotón fue propuesto por al menos cuatro científicos antes de 1926. El único vestigio de los fotones de Lewis que siguió siendo válido fué su nombre. Más datos históricos pueden encontrarse en la publicación “Anti-photon” de W. Lamb de 1995.

La hipótesis cuántica de la luz de Einstein explica el efecto fotoeléctrico

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Albert Einstein 1921 por F Schmutzer. Dominio Público

Einstein aplicó su concepto del cuanto de luz para explicar el efecto fotoeléctrico, efecto que la teoría ondulatoria de Maxwell no podía explicar. Einstein escribió: "Si la radiación monocromática se comporta... como si fuera un medio discontinuo consistente de cuantos de energía de magnitud , h, entonces parece razonable investigar si las leyes que rigen la emisión y transformación de la luz también se construyen a partir de la hipótesis de que la luz consistiera de dichos cuantos de energía”. Einstein supuso que la luz interactúa con la materia por la emisión o absorción de su cuanto de luz hipotético, y postuló un nuevo mecanismo para el fenómeno desconcertante. Einstein describió su teoría del efecto fotoeléctrico de la siguiente manera. Cuantos de luz penetran la capa superficial de la materia, y su energía se convierte en energía cinética de los electrones; un cuanto de luz transfiere toda su energía a un solo electrón. Escribió: "un electrón en el interior del cuerpo habrá perdido parte de su energía cinética en el momento en que llegue a la superficie". Supuso además que el electrón una vez en la superficie del metal debe realizar un trabajo Φ, (una función de cada material, llamada la función trabajo), para superar las fuerzas atractivas que lo mantienen dentro del material con el fin de abandonar la superficie; la energía cinética máxima de tales electrones es ΦEn notación moderna: eV=Φ, donde e es la carga del electrón y V es el potencial de frenado necesario para detener los fotoelectrones más rápidos. Esta es la primera ecuación en la teoría cuántica de la interacción radiación-materia. La confirmación de los postulados de Einstein para el  efecto fotoeléctrico tuvo lugar en 1912, cuando Arthur L. Hughes midió la velocidad máxima de los fotoelectrones de diversos metales y verificó la ecuación de Einstein para el efecto fotoeléctrico.

La primera confirmación de la hipótesis cuántica, en un área de la física distinta de la de radiación, se produjo en 1907 cuando Einstein explicó y demostró que la cuantización de la energía puede ser aplicada a la materia condensada. Einstein explicó la dependencia anómala de los calores específicos de los sólidos con la temperatura (es decir, su disminución al disminuir la temperatura) suponiendo que un sólido consiste en una red de osciladores cuantizados. La fórmula de Einstein estuvo en buen acuerdo con los resultados experimentales proporcionados en 1910 por Walther Nernst y su asistente Frederick A. Lindemann.

En el Premio Nobel de Física otorgado a Einstein en 1922 se citó su artículo de 1905 sobre el efecto fotoeléctrico:  “Por sus servicios a la física teórica, y sobre todo por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico". En la época en que Einstein desarrolló su teoría del efecto fotoeléctrico, muchos de los físicos eminentes del mundo, tales como Max Planck, Hendrik A. Lorentz, Max von Laue, Wilhelm Wien, y Arnold Sommerfeld no podían aceptar su teoría cuántica de la luz debido a la interferencia de la luz, consistente con los fenómenos ondulatorios. Tanto Planck como Lorentz aceptaron que la radiación interactúa con la materia en un proceso cuántico, pero rechazaron el concepto de que cuantos individuales de luz se propagan como una onda. Una excepción notable fue Johannes Stark quien en 1909 propuso cuantos localizados de energía en los rayos X, y también apoyó la hipótesis cuántica de la luz de Einstein. El mismo Einstein se dió cuenta de que su hipótesis requería el ser validada o revocada experimentalmente, y en el congreso Solvay de 1911 declaró: "Insisto en el carácter provisional de este concepto [cuantos de luz]". En 1921 Maurice de Broglie informó en la tercera conferencia Solvay en Bruselas que su análisis del impacto de rayos X sobre la materia y la eyección posterior de electrones, podía ser explicado suponiendo que los rayos X tienen una energía . Su hermano, Louis de Broglie, leyó los artículos de Einstein sobre la luz y siguiendo el concepto de cuantos de luz de Einstein derivó su teoría de "ondas de materia". Erwin Schrӧdinger se basó en las derivaciones de Louis de Broglie para su invención de "la mecánica ondulatoria".

Escepticismo y la posterior validación experimental de los cuantos de luz de Einstein

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Condensado de Bose Einstein. Distribución de velocidades (3 vistas) para un gas de átomos de rubidio, confirmando el descubrimiento de una nueva fase de la materia, el condensado de Bose-Einstein. Izquierda: justo antes de la aparición de un condensado de Bose-Einstein. Centro: justo después de la aparición del condensado. A la derecha: después de más evaporación, dejando una muestra de condensado casi puro. NIST / JILA / CU-Boulder - NIST Imagen de dominio Público

En 1916, Robert A. Millikan verificó experimentalmente la teoría del efecto fotoeléctrico de Einstein con alta precisión. Extendiendo los experimentos previos de Lenard, Millikan demostró que la energía cinética máxima de los electrones emitidos es proporcional a la frecuencia. Sus gráficas del potencial de frenado de fotoemisión en función de la frecuencia de la radiación incidente siguieron la dependencia lineal predicha por Einstein, y para diferentes metales los valores de h fueron siempre iguales al valor calculado por Planck en su documento de 1901. Millikan también mostró que el número de fotoelectrones es proporcional a la intensidad de la radiación. Sin embargo rechazó el postulado de los cuantos de luz de Einstein.

Sólo después de 1923, cuando Arthur Holly Compton y Peter Debye publicaron de forma independiente sus trabajos sobre la dispersión de rayos X por electrones basándose en la hipótesis cuántica de la luz de  Einstein, la comunidad de físicos aceptó el cuanto de luz de Einstein. Compton estudió la dispersión de rayos X y γ por elementos ligeros. Su teoría de 1923 mostró que la energía del cuanto dispersado es menor que la del cuanto incidente, y que la diferencia es igual al aumento de energía cinética de retroceso de los electrones dispersados. Compton derivó una ecuación que relacionaba el aumento de la longitud de onda del haz dispersado con el ángulo θ entre los haces incidente y dispersado. Un cuanto de rayos X de frecuencia ν  es dispersado por un electrón de masa m. El electrón dispersado se supone inicialmente en reposo; después de la colisión con el cuanto de radiación, el electrón retrocede. De la conservación de energía y momentum para este proceso derivó entonces su ecuación de dispersión para el cambio de longitud de onda de los rayos X:

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Compton validó su teoría con una serie de mediciones precisas y escribió: "La bella concordancia entre los valores teóricos y experimentales de la dispersión es sorprendente ... No hay necesidad de ninguna  constante ajustable para conectar los dos conjuntos de valores." Encontró que el aumento de longitud de onda es independiente de la longitud de onda incidente y concluyó: "La dispersión de los rayos X es un fenómeno cuántico". Además, "... la teoría indica de forma muy convincente que un cuanto de radiación conlleva consigo no solo energía sino momentum en una dirección."

La teoría de Einstein de dualidad onda-partícula para la luz

Los orígenes de la teoría de dualidad onda-partícula para la luz se encuentran en el artículo fundamental de Einstein de 1909 sobre las fluctuaciones de energía titulado "Sobre el estado actual del problema de la radiación", en donde Einstein extendió su análisis previo del movimiento Browniano (1905) al cálculo de las fluctuaciones de energía y momentum del movimiento Browniano y aplicó los mismos métodos analíticos a la radiación del cuerpo negro. Con ello generalizó su teoría de 1905 para fluctuaciones de sistemas mecánicos (partículas Brownianas) al problema no mecánico de  la radiación del cuerpo negro. Einstein investigó las fluctuaciones de energía de la radiación del cuerpo negro contenida en un volumen V de una cavidad isotérmica a temperatura T. Partiendo de la ley de distribución de radiación del cuerpo negro de Planck, escribió la varianza de las fluctuaciones de energía como

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donde < > representa un promedio estadístico, es la energía de la radiación con frecuencia entre ν y ν+dν, y c ces la velocidad de la luz en el vacío. Esta ecuación se conoce como la fórmula de Einstein para las fluctuaciones de la radiación del cuerpo negro. De un análisis mecano-estadístico concluyó que el primer término en el lado derecho de la ecuación se refiere a las propiedades cuánticas de la radiación. Este término, lineal en la energía media, corresponde al límite de alta frecuencia en que la ley de Wien es válida. Einstein llegó entonces a la conclusión de que las fluctuaciones de energía de la radiación son consistentes con las de un gas de partículas independientes, o cuantos de luz, cada uno con energía . Del análisis dimensional concluyó que el segundo término al lado derecho de la ecuación, cuadrático en la energía media, proviene de la interferencia de ondas. Este término se obtiene en el límite de radiación de baja frecuencia. Einstein concibió la radiación dentro de la cavidad como compuesta de muchos modos normales con diferentes amplitudes, fases, y estados de polarización y propagándose en diferentes direcciones. Postuló que las fluctuaciones en cualquier volumen parcial de la cavidad provendrían de interferencias entre las diferentes ondas planas. En 1909, Einstein escribió "... la siguiente fase en la física teórica nos llevará a una teoría en que la luz puede ser interpretada como una especie de fusión de las teorías ondulatoria y de emisión..."

Teoría de la emisión estimulada de Einstein

Nueve años después de haber concebido el cuanto de luz, Einstein retornó al problema de la interacción luz-materia, específicamente, al estudio de las transiciones entre estados atómicos de energía y el papel de los cuantos de luz en estos procesos. En su artículo seminal “Emisión y absorción de radiación en la teoría cuántica” postuló en 1916 la emisión estimulada o inducida. Este artículo es notable por la introducción de un enfoque probabilístico en la física cuántica y la predicción de un nuevo proceso de emisión, la emisión inducida, en adición  a la ya conocida emisión espontánea. Contenía los denominados "coeficientes A y B de Einstein", o coeficientes de probabilidad para la emisión espontánea y para los procesos inducidos de emisión y absorción respectivamente. En ese tiempo, el concepto de transiciones de energía en los átomos mediadas por la absorción y la emisión de cuantos de luz no era aceptada comúnmente por la comunidad de físicos. La teoría del átomo de hidrógeno de Bohr no utilizó la idea del fotón; de hecho, Bohr rechazó ese concepto hasta principios de la década de 1920. Es de notar que incluso Max Planck, reconocido como el fundador de la teoría cuántica en 1900, no aceptó la realidad de la cuantización hasta 1913 cuando Bohr cuantizó los niveles de energía del átomo de hidrógeno.

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El primer laser de Rubi desarmado. 

Einstein pensó que el campo de radiación puede causar pérdida o ganancia de energía en los átomos. Supuso un proceso con dos estados atómicos de energía, superior e inferior, y transiciones entre los dos por absorción o emisión de un fotón de energía igual a la diferencia de energía entre ellos. Si un átomo absorbe un fotón, incrementa su energía electrónica por la energía del fotón y queda en el estado energético superior o estado excitado. Un átomo en el estado excitado de energía puede emitir un fotón espontáneamente y quedar en el estado de energía electrónica inferior o estado base. La energía del fotón emitido es igual a la diferencia de energía entre el estado excitado y el estado base electrónico. La emisión espontánea desde el estado excitado de un átomo puede ocurrir en ausencia de radiación incidente. En la emisión inducida o estimulada, la interacción de un átomo en un estado excitado con un campo electromagnético causa una transición electrónica desde el estado de energía excitado al estado de energía inferior; la diferencia de energía entre los dos estados es transferido al campo electromagnético. El fotón creado en el proceso es idéntico en frecuencia, fase, polarización, y dirección de propagación a los fotones del campo incidente.

Einstein consideró una colección de átomos en equilibrio térmico. El número de átomos en los estados  superior e inferior es constante. En el equilibrio térmico, el número de átomos que absorben radiación es igual por unidad de tiempo al número de átomos que la emiten.

Einstein distingue entonces entre dos tipos de transiciones. La primera es cuando la emisión de radiación se produce en ausencia de influencias externas, en analogía con la ley de Rutherford de la desintegración radiactiva. En términos modernos, este es el proceso de emisión espontánea que se produce cuando no hay radiación externa, y se caracteriza por el "coeficiente A de Einstein". El fotón resultante puede ser emitido en cualquier dirección de propagación. El segundo tipo de transición es debida a la interacción entre los átomos y la radiación incidente. Einstein supuso que la radiación incidente causa la transición entre los dos estados y que su efecto es proporcional a la densidad de radiación. Supuso también que el principio de reversibilidad microscópica que establece que la tasa de transferencia de energía de estados inferiores a superiores debe ser igual a la de superiores a inferiores para cada transferencia, se puede aplicar a la radiación en equilibrio. Einstein encontró necesario el postular el proceso de emisión estimulada para que la ocupación de los niveles de energía de un ensamble atómico en equilibrio con el campo de radiación esté dada por la distribución de Boltzmann y para mantener consistencia con la ley de radiación de Planck. Si el coeficiente de Einstein para la emisión estimulada (coeficiente B de Einstein) fuera cero, la ocupación de estados en equilibrio térmico no estaría dada por la distribución de Boltzmann. En el equilibrio térmico, el número de átomos que gana energía debe ser igual al número que la pierde. De ello dedujo Einstein que las probabilidades de absorción y emisión inducida son iguales. Los coeficientes de Einstein son independientes de la densidad de radiación.

Einstein sugirió proféticamente que los coeficientes Ay B podrían ser calculados si existiera una nueva versión de la electrodinámica y de la mecánica que concordara con la hipótesis cuántica (una nueva mecánica cuántica). Esta predicción se cumplió en 1927 cuando Dirac utilizó su versión de la mecánica cuántica para derivar primero el coeficiente B y posteriormente el coeficiente A de Einstein (emisión espontánea).

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Generación de un supercontínuo en una fibra de cristal fotónico. Cortesía de J. Dudley, Presidente del Comité Directivo del Año Internacional de la luz 2015.

La verificación experimental del concepto de emisión estimulada vino décadas después de que Einstein lo predijera teóricamente. Bertolotti postula una explicación para esta larga demora en su artículo: ¿Por qué se inventó el láser tan tarde? (Ver ICO Newsletter 82, enero 2010)  En 1954, Gordon, Zeiger y Townes inventaron el máser (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación) que operaba en la región de microondas. Y en 1960, Theodore H. Maiman produjo emisión estimulada en un cristal de rubí, uno de los componentes del primer láser. El Premio Nobel de Física en 1964 fue compartido por Charles H. Townes, Nicolay G. Basov y Aleksandr M. Prokhorov por su trabajo independiente en el láser (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación).

Así que la pregunta sigue siendo: ¿Qué es la luz? Einstein concibió del fotón como un cuanto de energía del campo electromagnético con una frecuencia ν, un vector de onda k, una energía , y un momentum ħk. Es una partícula de masa en reposo cero, de spin uno, y con dos estados de polarización. En 1924 Einstein escribió: "los resultados positivos del experimento de Compton demuestran que la radiación se comporta como si se tratara de proyectiles discretos de energía, no sólo en lo que respecta a la transferencia de energía, sino también en lo que se refiere a la transferencia de momentum." Así que después de todos estos años volvemos a la expresión: "la radiación ...se comporta… como si se tratara de ...", frase que no aborda la cuestión de ¿Qué es la luz? sino, más bien de ¿Cómo se comporta la luz?. Aunque no hemos respondido a la pregunta original, nuestra cada vez mayor comprensión de la luz ha traído belleza a nuestras vidas y ha transformado nuestro mundo.

Gracias por la luz.

Barry R Masters, Independent Scholar, Cambridge, MA, USA

 

Traducido por

Prof. Angela M. Guzmán

 

Lista de lecturas recomendadas

Bertolotti, M. (2010). Why was the laser invented so late?  ICO Newsletter, January 2010, Number 82, URL: http://e-ico.org/node/94

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El  Profesor Barry R. Masters es Doctor  del Weizmann Institute of Science, Israel, MS de Florida State University, y BS del Polytechnic Institute of Brooklyn. Profesor Masters ha  fue un científico visitante en el Departamento de Ingeniería Biológica, en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, un profesor visitante en el Departamento de Historia de la Ciencia en la Universidad de Harvard, profesor visitante del Departamento de Oftalmología de la Universidad de Berna, y un profesor en Anatomía y Biología celular de la Universidad de Servicios Uniformados de las Ciencias de la Salud. Es miembro de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS), la Sociedad Americana de Óptica (OSA), el SPIE. De 1999 a 2000 profesor de maestría fue un AAAS Congreso de Ciencias e Ingeniería Fellow y sirvió como Asistente Legislativo en el Congreso de los Estados Unidos. Recibió el Premio de Investigación Oftalmológica Vogt (Mayor Premio Suizo de Investigación en Oftalmología) con el Dr. Böhnke en 1999 por su trabajo sobre: "Microscopía Confocal de la Córnea". El Profesor Masters ha publicado 86 artículos de investigación arbitrados y 143 del libro capítulos y artículos procedimientos Él es el editor o el autor de 10 libros: Técnicas de diagnóstico no invasivo en Oftalmología; microscopía confocal y microscopía multifotónica excitación:.. la génesis de imágenes de células vivas; Manual de Microscopía Óptica Biomédica no lineal (con Peter So) que está escribiendo un nuevo libro que será publicado por Cambridge University Press: SuperResolution óptica Microscopía:. la búsqueda de la resolución mejorada y Contraste Da conferencias en todo el mundo en la conducta responsable de la investigación, la ética biomédica, el pensamiento crítico, y la fotónica biomédica.


 

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