Las moléculas también son ondas

2003/09/10 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

• Fisika

Problemas en la definición de los componentes básicos de la materia, ya que es muy difícil decir exactamente qué son. ¿Cómo es una molécula? ¿Y un átomo? ¿Y un electrón? Si éramos pequeños, ¿podríamos coger un protón en la mano? ¿Mantendríamos un neutrón?

Los físicos hablaron mucho de este problema de carácter hace unos 65 años. Entonces se cuestionaba la naturaleza del electrón, una partícula que actuaba de forma muy diferente según el tipo de experimento.

Por ejemplo, el electrón tenía el comportamiento de las partículas en el caso del efecto fotoeléctrico, en el que un electrón y un fotón chocaban entre sí, rebotando ambas como si fueran pelotas. Por este experimento, Einstein recibió el Premio Nobel de Física en 1905.

Sin embargo, al pasar un haz de electrones por un par de ranuras se difractan, es decir, como si fueran ondas acuáticas, los haces producen nuevas ondas a la salida de las rendijas.

Según el primer experimento, los electrones son partículas y, según el segundo, las ondas. Por último, el físico francés Louis de Broglie concluyó que los electrones son partículas y ondas a la vez; por decirlo de alguna manera, un carácter no descartaba al otro. Por este trabajo fue galardonado con el Premio Nobel en 1929.

Ahora las moléculas

La teoría de De Broglie es aplicable no sólo al electrón, sino también al fotón, al protón, al neutrón y a todas las partículas de este tamaño. Es más, también funciona con todo el átomo, es decir, a veces choca al modo de una pelota y otras veces se difractea.

Esta teoría ha sido generalizada por los físicos. Una onda corresponde a todos los cuerpos sólidos. Sea un átomo, una piedra o un planeta, es lo mismo; a todos ellos corresponde una onda. Pero cuanto más grande es, más predomina el carácter corporal. No diríamos que un planeta es la onda, sino el cuerpo porque, estudiándolo de cualquier manera, actúa como un cuerpo. ¿Pero a partir de qué tamaño se "pierde" el efecto de ser una onda?

Porfirina tetrafenil.

En los últimos tiempos se ha realizado un experimento de rendijas con haces de moléculas que han encontrado el mismo comportamiento que el átomo o las partículas más pequeñas. Ahora se están probando moléculas cada vez más grandes en este experimento, buscando la limitación de tamaño.

La última que han probado ha sido la tetrafenil porfirina, una gran molécula en hemoglobina y clorofila. Un juego de profirinas también se difractura al pasar por ambas rendijas, por lo que se comporta en forma de onda.

Para los físicos, por el momento, el límite está ahí alrededor, en moléculas de dos nanómetros. También probarán a los más grandes, lo que puede alterar la conocida frontera. Sin embargo, el manejo de moléculas más grandes presenta dificultades. Veremos hasta dónde llegan la próxima vez.