¿En qué consiste una reflexión especular a nivel cuántico?
Cuando te ves reflejado en un espejo, sabes que la luz
procedente de una fuente luminosa (el Sol, un fuego, una bombilla, etc.), primero ha golpeado tu cuerpo y luego se ha
dirigido hacia dicha lámina especular, en donde ha colisionado con su brillante
superficie y ha conformado en ella un reflejo consecuente de tu propia imagen.
Y, según nos enseñaron en la escuela, el proceso continúa haciendo que la luz
que rebotó en el espejo vuelva a ti, por fin, y termine impactando en la
superficie de las retinas de tus ojos, en dónde, tras excitar a unas determinadas
neuronas, se transformará en un tren de impulsos eléctricos que producirán una
imagen que será decodificada e interpretada por tu cerebro.
De esta forma, como todos lo aprendimos el el colegio, nos imaginamos a la luz como un chorro
de bolitas microscópicas de energía, que van a toda velocidad hacia el espejo, y
rebotan en él como las bolas de billar rebotan contra las bandas de la mesa, volviendo
hacia nuestros ojos. Pero… no es eso lo que sucede en realidad.
Veréis, un fotón de luz es algo increíblemente inexplicable,
pequeño e insubstancial. No puedes sentirlo, ni tocarlo, ni casi pensarlo,
diría yo. Es tan inimaginable como lo es también un átomo cualquiera de los que componen el
espejo al que nos estamos refiriendo.
También sabemos que cada uno de esos átomos ocupa en realidad un vasto espacio vacío, con sólo algunos minúsculos e insustanciales componentes distribuidos en su seno. Y, en algún lugar, cerca del centro del átomo, existe algo a lo que
llamamos núcleo (compuesto de quarks, que a su vez conforman protones y
neutrones), es la parte más grande y pesada de toda la estructura atómica, y aún así, el
núcleo es tan pequeño, comparado con el total del espacio ocupado por todo el átomo,
que se le podría comparar con una pequeña mosca que revoloteara en el centro de
una catedral (Ernest Rutherford, el hombre que descubrió la estructura atómica, lo describía como: "un mosquito en el Albert Hall de Londres").
¡¡¡Tan grande
es el espacio vacío de un átomo en proporción a su tamaño total!!!.
Y, en algún lugar alrededor de la periferia de ese vasto espacio
vacío, están los electrones, que son muchísimo más pequeños que el referido núcleo, y están siempre en movimiento alrededor de aquel. Aunque aún no sabemos
exactamente cómo se mueven y dónde están, pero podemos imaginarlos como extensas
nieblas, (más o menos densas en función de otros parámetros en los que ahora no
abundaremos), que se mueven de forma fantasmagórica y se esparcen a unas ciertas distancias del núcleo, en función de las órbitas que ocupan.
Pero ¿Que hace entonces nuestro fotón cuando llega al espejo
procedente de un impacto contra nuestro cuerpo? ¿Contra qué rebota exactamente, si es que rebota, como si fuera una bola de billar cuando los golpea? O, ¿no golpea en realidad? ¿Choca contra un núcleo? Si así fuera la inmensa mayoría de
fotones atravesaría el átomo sin colisionar, y
todos los materiales serían transparentes, incluyéndonos a nosotros
mismos que seríamos invisibles, puesto que únicamente una minúscula fracción de
luz (sólo unos pocos fotones) rebotarían contra él haciéndonos visibles.
Y, entonces, si los fotones no chocan contra los núcleos,
¿pueden rebotar contra las nubes fantasmagóricas de electrones? Bueno, posiblemente sí
podrían hacerlo, pero siendo ambos tan pequeños e insustanciales ¿por qué iban a rebotar
comportándose como bolas de billar?
Pues bien, de hecho la luz no rebota en absoluto contra los núcleos, ni tampoco contra los electrones de los átomos, es decir: ni contra
nosotros, ni contra el espejo. Lo que sucede realmente es que: la luz, que
es energía electromagnética, en la medida en que su campo eléctrico se aproxima
a un electrón, comienza a interactuar con él. El electrón absorbe al fotón, se
lo traga literalmente, y adquiere su energía; hace lo que se llama: dar un salto cuántico. Y,
como los electrones que gozan de, o están en, estados de energía más elevados
son mucho más inestables, pues rápidamente (nuestro electrón energizado) cambia
de lugar en el átomo y, a la vez que salta a una nueva órbita, genera (vomita) un nuevo fotón de luz, porque la reacción inmediata del núcleo del átomo será atraer el electrón para incorporarlo de nuevo a su órbita original. Y en el preciso instante en que el electrón regresa a su órbita, la energía extra que adquirió, al pasar de un nivel inferior a otro nivel superior de energía u órbita más externa, se libera en forma de fotón de luz.
Es decir, los fotones "reflejados" son en
realidad fotones nuevos.
<< No son los mismos fotones que llegaron a nosotros procedentes de una fuente luminosa y luego viajaron tras rebotar en el espejo a nuestras retinas, sino que son fotones nuevos que surgieron en cada nuevo impacto de la luz sobre un átomo cualquiera de la materia que nos rodea. >>
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