A frecuencias muy altas se comportan de forma mucho más parecidas a partículas. Es la Mecánica Cuántica, descubierta después de 1920 la que explica este comportamiento.
En los años anteriores a 1920, la imagen del espacio como algo tridimensional, y del tiempo como algo separado, fue transformada por Einstein, primero en una combinación llamada espacio-tiempo y luego aúnmás en un espacio-tiempo curvo para representar la gravitación.
De este modo, el "escenario" cambió a espacio-tiempo y la gravedad pasó a ser una alteración deformadora de éste.
Luego se descubrió que las reglas para los movimientos de las partículas son incorrectas. Las reglas mecánicas para la fuerza y la inercia, es decir, las leyes de Newton no son válidas para el mundo de los átomos. Se descubrió que las cosas a escala atómica no se comportan como a gran escala.
La mecánica cuántica tiene muchos aspectos;
En primer lugar, la idea de que una partícula tiene una posición y una velocidad definida ya no está permitida; es errónea. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, uno no puede saber dónde se encuentra una partícula y a qué velocidad se está moviendo. Podemos describir la ley de esta forma:
Donde x es la posición y p el momento lineal ( masa · velocidad ).
Esta regla explica una paradoja de la física: Si los átomos están formados por cargas + y - , ¿por qué las cargas - y + ( que se atraen ) no se acercan hasta cancelarse mutuamente?
Si los electrones estuvieran en el núcleo (anulándose con los protones) conoceríamos su posición exactamente, el principio de incertidumbre exigiría entonces que estos tuvieran un momento muy grande, es decir, mucha energía cinética. Pero con esa cantidad de energía cinética saldrían despedidos del núcleo.
Otro cambio que trajo la mecánica cuántica es que no permite decir exactamente lo que va a suceder en cualquier circunstancia. El mundo tal y como lo entendemos hoy se comporta de una manera que es fundamentalmente imposible hacer una predicción precisa sobre lo que va a suceder.
Según los filósofos que dedicaron sus obras al estudio de las condiciones de la ciencia, un experimento debía dar siempre el mismo resultado si se repetían siempre los mismos parámetros iniciales. Pero esto no es cierto. Sin embargo, la ciencia no ha colapsado por esto.
Voy a saltar los detalles mecano-cuánticos porque son de difícil comprensión ( y explicación).
Para todo aquel interesado en ellos, aquí hay una "absurda" introducción:
Hablemos ahora de las consecuencias.
Una de las consecuencias es que las cosas que solemos considerar como ondas se comportan también como partículas, y las partículas se comportan como ondas; de hecho, todo se comporta de esta forma.
La mecánica cuántica unifica la idea de campo. Tenemos así una nueva visión de la interacción electromagnética. Tenemos también una nueva partícula que añadir al protón y al electrón, el fotón.
De la interacción entre electrones y fotones surge la electrodinámica cuántica. Teoría fundamental que describe la interacción de la luz y la materia, así como entre las cargas, y es uno de los mayores logros en la física moderna. En esta teoría tenemos las reglas básicas para todos los fenómenos de la naturaleza excepto la gravitación y los procesos nucleares.
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