Llum : ona o partícula?

Conferència realitzada el Dissabte, 14 de Febrer de 2015Les cultures antigues distingien quatre elements (terra, aigua, aire i foc), que es corresponen amb els estats sòlid, líquid, gasós i plasma, als que afegien un cinquè element intangible, l'èter, el cel, la quinta essència. Avui aprenem molt més que això a les aules i ens ensenyen els diversos elements com l'oxigen, el sofre, el carboni o el silici, i sabem que la molècula d'aigua està formada per dos àtoms d'hidrogen i un d'oxigen, i que tots, tots els àtoms estan constituïts per protons i neutrons en el seu nucli i per electrons que donen voltes. Lo qual vol dir que ja en sabem quelcom de la Física Quàntica, aquest concepte que és tan de moda avui dia. A tot això, el que ara volem esbrinar és: què és la llum, com hi entra dins de tot aquest esquema de coneixement universal. El més llest de la classe (al menys s'ho creu) ens respondrà immediatament: "la llum és una ona electromagnètica". "Doncs no", replicarà una noia (que en sap tant o més que el noi): "la llum està formada per fotons, petites partícules d'energia". I resultarà que els dos tenen raó, la meitat de la raó cadascú, per ser precisos, ja que la llum és de fet, i a la vegada, una ona i està formada per partícules sense massa. Però, és que resulta, a més, que les partícules amb massa i les molècules petites (i no tan petites!) també tenen propietats ondulatòries. Es dona el cas que el meu amic Markus Arndt, de la Universitat de Viena, té el rècord de difracció de molècules de mida considerable passant per dues escletxes. Parlarem desprès de la radiació de cos negre, de la constant universal de Planck i del descobriment per part d'Einstein de l'efecte fotoelèctric. Ambdós demostraren clarament la quantització de la llum i el darrer va rebre el Premi Nobel de Física pel descobriment d'aquest efecte (i no pas per la teoria de la relativitat, com alguns pensen). Per acabar parlarem de forats negres. Els compararem amb el cos negre i tractarem d'entendre per què els forats negres radien (com va descobrir Hawking), i no són doncs tan negres. Però això ens portarà inexorablement a que la informació es perd: una gran catàstrofe que encara ningú no ha estat capaç de resoldre