Repasemos algunas reflexiones que ubican las conclusiones, muchas de las cuales se han enunciado precipitadamente por muchos, referentes al "Experimento de Young" (sobre la dualidad "Partícula/Onda observada en el Experimento):
El Físico Teórico y Experimental: Victor Weisskopf, Profesor Emérito de Física Teórica del MIT, y anteriormente Director General del CERN, lo vivió muy de cerca a lo largo de su vida, desde que -de muy joven- trabajó como asistente de Neils Bohr en el Instituto que integraron: Bohr, Werner Heisenberg, Paul Dirac, y otros grandes físicos en Copenhague, durante el corto período -13 años- en el cual se desarrollaron las Leyes de la Mecánica Cuántica.
Explica Victor Weisskopf: "Para ilustrar la situación prevaleciente al inicio de la Física Cuántica comparemos el comportamiento de dos sistemas con cuerpos en órbitas:
a) El sistema planetario que nos permite calcular las órbitas mediante las leyes de Mecánica Clásica (por la ley de gravitación de Newton),
b) El sistema análogo, descubierto por Rutherford y sus contemporáneos, de electrones circulando alrededor de núcleos de Protones y Neutrones. La fuerza de atracción en este caso es eléctrica; sin embargo al igual que con la fuerza de gravitación del sistema planetario las atracciones eléctricas también se reducen con el inverso del cuadrado de las distancias (órbitas elípticas). La Mecánica Clásica predice el tiempo de revolución de los electrones en función del tamaño de las órbitas. Por otra parte, los átomos tienen otras propiedades muy importantes y muy diferentes a las de un sistema planetario -la Mecánica Clásica no puede explicar por qué los "materiales puros" muestran propiedades idénticas, sin importar su origen o su historia previa (en el caso de sistemas planetarios su movimiento y órbitas dependen de "las condiciones iniciales prevalecientes durante su formación, y se modificarían totalmente cuando fueran perturbados por el paso cercano de cualquier cuerpo celeste masivo; por ello, es prácticamente imposible que existan dos sistemas planetarios idénticos).
Otra característica diferente y exclusiva, que ocurre con átomos, moléculas, ..., además de su "identidad", está en la "Paradoja de Boltzmann": En la Mecánica Clásica todas las posibles formas de movimiento comparten la energía de cualquier incremento de Calor: si un material lo calentamos, según la Mecánica Clásica, los electrones deberían ir más rápido; los protones deberían vibrar más fuerte dentro del núcleo; los quarks deberían moverse más rápido dentro de sus confines; ...; esta regresión llevaría a una grandísima acumulación de energía, que necesitarían inmensas cantidades de energía calórica para calentar las más pequeñas porciones de materia, y esto no se observa que ocurra. Además, la naturaleza exhibe a nuestro alrededor las propiedades características y específicas de los materiales, las cuales, a pesar de su inmensa variedad, son siempre reproducibles y recurrentes. La especificidad de las cualidades materiales en la naturaleza estaba necesitando una explicación fundamental.
El gran avance que resolvió las paradojas mencionadas se logró en un período de sólo 13 años: desde el descubrimiento de las órbitas cuánticas del átomo por Bohr en 1913, al desarrollo final de la Mecánica Cuántica por Bohr, Shrödinger, y Dirac en 1926. La idea del "Quantum de acción", sin embargo, la había ya concebido Planck en 1900.
Con el estudio de las propiedades de los átomos se han descubierto nuevos fenómenos; el más impactante es la dualidad de partícula y onda. En la Física Clásica un haz de luz y un haz de electrones son fundamentalmente diferentes: la luz es un conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan en el espacio sin que se mueva material alguno. En contraste, un haz de partículas (electrones) consiste de materia en pequeñas unidades moviéndose hacia adelante de manera rectilínea. Grande fue la sorpresa de los físicos cuando los haces de electrones exhibieron propiedades de ondas, y los haces de luz exhibieron comportamiento de partículas. La naturaleza de partícula de la luz se reveló con el descubrimiento de la estructura granular de la luz; la energía de momentum del haz se transfiere a la materia en cantidades finitas -los quantos de luz, o fotones- proporcionales a la frecuencia de la luz = hf, donde h es la constante de Planck.
La naturaleza de onda de haces de partículas se manifiesta de diversas maneras. Una forma es por la "interferencia", al igual que ocurre al pasar por 2 rendijas hasta proyectarse en una pantalla y mostrar la "interferencia" en los patrones de intensidad que llegan a la pantalla. El patrón de intensidad en el caso de haces de partículas es de hecho igual al obtenido de una onda pasando por las 2 rendijas.
Otra manifestación, algo indirecta, pero más fundamental, se encuentra en los átomos mismos; en muchos aspectos las órbitas de electrones muestran una asombrosa similitud a "ondas vibratorias restringidas" en los confines del átomo. Por ejemplo, una onda confinada a un volumen finito -llamada "onda fija"- puede asumir sólo un número restringido de formas, especialmente notables cuando su frecuencia es baja, como lo requiere la Ley de Planck. Estas bien definidas formas tienen estructuras simples y simétricas, un hecho bien conocido en otros ejemplos de ondas fijas, vgr.: las de la cuerda de un violín, o la de una columna de aire del tubo de un órgano. Ellas también presentan la propiedad de "regeneración": cuando el efecto perturbador cambia o cesa, vuelven a asumir su forma original. Aquí encontramos características nuevas y esenciales, que faltaban en el paradigma clásico. Encontramos formas típicas, bien definidas, las formas de las vibraciones que asume la onda de electrones confinada por la fuerza de atracción del núcleo atómico. Estas formas son universales y dependen solamente de la simetría y fuerza del campo eléctrico que lo confina.
La naturaleza de onda del electrón está ligada a la "indivisibilidad", a lo completo, del estado del átomo. Si forzamos una subdivisión del proceso y tratamos de "ver" donde está "realmente" el electrón dentro de esta onda lo encontraremos como una partícula real, pero habremos destruido la sutil individualidad de su estado cuántico. Es la naturaleza de onda, sin embargo, la cual da lugar a las propiedades características del estado cuántico: su forma simple, la regeneración a la forma original después de la perturbación; en esencia, las cualidades específicas del átomo.....
Dijo Heisenberg: "no podemos describir los fenómenos atómicos independientemente del modo de observación" y, basándose en el hecho de que "usamos descripciones duales que no se pueden visualizar en ninguna forma simple o calcularse sin el uso de matemáticas abstractas" y, "Puesto que el carácter estadístico de la teoría cuántica está así íntimamente ligado a la imprecisión de toda percepción, podría llegarse a sospechar que debajo del mundo estadístico que percibimos se esconde aún un mundo verdadero, en el que la ley causal (determinista) es válida. Pero tales especulaciones, lo subrayamos expresamente, nos parecen estériles y sin sentido ... la mecánica cuántica establece definitivamente la invalidez de la ley causal (determinista)" ..... A estas aseveraciones de Heisenberg contesta contundentemente Weisskopf: Nosotros no estamos de acuerdo con este dicho de que haya ninguna falta de realidad en el mundo atómico, después de todo, el mundo visible real consiste de los mismos átomos que exhiben este comportamiento extraño. Es cierto que el mundo atómico difiere, más de lo que cualquiera hubiera esperado, de nuestro mundo acostumbrado; tiene patrones de fenómenos mucho más ricos que los que visualizamos con los conceptos clásicos. Pero todo esto no lo hace menos real. No tiene significado mayor el distinguir entre el comportamiento actual de las partículas elementales y nuestro conocimiento de este comportamiento. Es precisamente la creciente apreciación hacia el interior de los comportamientos detallados de la naturaleza lo que nos va dando la confianza de estar descubriendo algo (más) sobre el mundo real".
