La Santa Cruz en el esprectro visible

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Se denomina espectro electromagnético, a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto, se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro, a la radiación electromagnética que emite o absorbe una sustancia. Dicha radiación, sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.

Representación 1. Longitudes de onda del espectro electromagnético.

La luz viaja como ondas de energía. Las ondas de luz tienen diferentes longitudes de onda (la distancia entre la parte superior de una onda y la parte superior de la siguiente). Los diferentes colores de luz tienen diferentes longitudes de onda. Las ondas de luz violeta y azul tienen longitudes de onda cortas. La luz roja tiene una longitud de onda más larga. Esta imagen muestra las longitudes de las ondas de diferentes colores de luz. Las ondas rojas más largas miden unos 700 nanómetros de largo. Las ondas violetas más cortas miden 400 nanómetros de largo. Las ondas de luz con longitudes de onda cortas transportan más energía que las de longitudes de onda largas. Las ondas de «luz» de menos de 400 nm se denominan luz «ultravioleta» o «UV». Las ondas de «luz» de más de 700 nm se denominan luz «infrarroja» o «IR». Algunas personas utilizan una unidad de distancia llamada Ångström para medir las ondas de luz. En un nanómetro hay 10 Ångströms. La luz verde tiene una longitud de onda de 5.500 Ångströms, lo que equivale a 550 nanómetros (Windows to the Universe, 2010).

En el siguiente análisis, extraeremos los valores de las diferentes longitudes de onda que corresponden a cada uno de los colores que componen el Arcoíris.

Tabla. 1. Ondas de radiación electromagnética que forman la luz visible.

Tabla 2.1. Correspondencias con las longitudes de onda.

Tabla 2.2. Correspondencias con las longitudes de onda.

(V) = 425 + 550 + 665 = 1640
(H) = 490 + 550 + 600 = 1640

(D1) = 400 + 550 + 700 = 1650
(D2) = 470 + 550 + 630 = 1650

A finales de julio del año 2016, saltó la noticia en los medios de comunicación en España que un grupo de investigadores polacos habían conseguido por primera vez en la historia en crear el primer holograma de una partícula individual de luz. El hito, conseguido gracias a la observación de las interferencias que se producen cuando dos rayos de luz se cruzan, constituye un importante avance hacia la comprensión de la naturaleza íntima de la luz. Los resultados de este trabajo, además, podrían ser importantes para el desarrollo de tecnologías que necesiten comprender qué forma tiene un fotón, como sucede con las telecomunicaciones y los ordenadores cuánticos.

La imagen obtenida por los científicos, llamada holograma porque lleva información tanto de la forma como de la fase de onda del fotón, fue creada disparando al mismo tiempo dos rayos de luz hacia un divisor de haz (un instrumento óptico que divide un rayo luminoso en dos). El divisor de haz se comporta como si fuera un cruce de carreteras, una intersección que cada fotón puede rodear o cruzar directamente, lo que depende de la forma de sus funciones de onda.

Representación 1. Holograma de un fotón.

En la imagen de la izquierda, el holograma de un fotón individual obtenido en el experimento real. La imagen de la derecha figura la predicción teórica de la forma que debería tener ese fotón. Ambas coinciden a la perfección.

La forma de la imagen resultante se parece a una Cruz de Malta, y es exactamente la que predice la ecuación de función de onda de Schröedinger. En los brazos de la cruz, donde los fotones están en fase, la imagen es más brillante, mientras que las zonas en las que las fases se oponen aparecen más oscuras (Nieves, 2016).

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