Inauguración 38. Cursos de Verano UPV/EHU
Cuando la luz se hace pequeña JAVIER AIZPURUA Centro de Física de Materiales (UPV/EHU-CSIC) y Donostia International Physics Center (DIPC) Donostia / San Sebastián
Introducción
La luz es un elemento de la naturaleza que nos rodea por doquier. La luz es, al fin y al cabo, una de las claves de la vida en la tierra, que permite obtener energía solar para transformar materia inerte en materia orgánica, y en definitiva, la vida, tal y como la conocemos en la tierra. Desde generaciones ancestrales la luz del sol se ha asociado a lo bueno, lo positivo, el renacer de los procesos vitales, mientras que la oscuridad se ha asociado con lo negativo, la tibieza, y la muerte. Este pensamiento es común a culturas prehistóricas, egipcias, greco-romanas, filosofías de oriente, y religión cristiana. En todas estas culturas, la luz es el elemento primigenio, que da origen a la evolución del resto de la creación. Como elemento fundamental de la naturaleza, es por tanto, razonable, que ya desde muy temprano, los filósofos se preguntaran sobre la naturaleza de la luz, y en particular, sobre su aspecto más práctico desde la perspectiva humana, la visión. Pitágoras en el siglo VI a.C., y Platón posteriormente, planteaban que la “luz” consistía de rayos que actúan como sensores que viajan del ojo al objeto, y la sensación de vista se obtenía cuando esos rayos tocaban el objeto, de manera similar al sentido del tacto. Otros filósofos liderados por Aristóteles entendían la luz como una alteración del "medio", y como algo indefinido, sin naturaleza propia. Es con el advenimiento de la ciencia empírica a partir del siglo XVI, y durante su evolución hasta la ilustración del siglo XVIII, cuando humanistas y científicos empiezan a plantearse de una manera más rigurosa, adoptando el método científico, cual es la naturaleza de la luz. Dos corrientes fundamentales plantean realidades, que, a primera vista, podrían resultar contrapuestas: la teoría ondulatoria, y la teoría corpuscular de la luz. En el siglo XVII, Christiaan Huygens plantea la naturaleza ondulatoria de la luz. Según ésta, la luz se propagaría como una onda, sufriendo el fenómeno de difracción, común a todas las ondas, por el cual, cualquier frente de onda, al encontrar un obstáculo convierte dicho obstáculo en un nuevo origen de perturbaciones, generando un nuevo frente de onda modificado. Describiéndolo en lenguaje coloquial, frente a un obstáculo, la onda "se dobla" y "se esparce". Este fenómeno de difracción no ocurriría si lo que se transmitiera con la luz fueran corpúsculos, que son una realidad material que al chocar con un obstáculo sufrirían un desvío de una trayectoria definida, incluida la posibilidad de neutralizar completamente el choque de los mismos. Para Newton, los objetos luminosos radian energía en forma de partículas o corpúsculos, y esas partículas son eyectadas en líneas rectas. Según este postulado, la luz estaría compuesta de corpúsculos de diversos tipos, asociados a los distintos colores, claramente apreciables cuando dichos corpúsculos se separaban al pasar por un prisma. Un hecho muy relevante en esta disquisición histórica sobre la naturaleza de la luz viene dado por un experimento fundamental en la historia de la Física, y por supuesto de la Óptica. El científico inglés Thomas Young, realiza en el siglo XIX un experimento clave en el que coloca dos rendijas muy finas a través de las cuales hace pasar luz. Al colocar una pantalla al otro lado de las rendijas, Young pudo observar un patrón de rayas brillantes y oscuras alternantes, fruto de un patrón de interferencia, típico de ondas. Este experimento confirmó la naturaleza ondulatoria de la luz sin ambigüedades, y sirvió de acicate para el desarrollo de las teorías de propagación de la luz. Entre otras corrientes de pensamiento, muchos hombres de ciencia del siglo XIX, sostuvieron la idea de la presencia de un "éter", o medio "transparente" que sostendría la transmisión de la luz a través del mismo.
