¿Qué ocurre con la energía cuando dos haces de luz interfieren y producen oscuridad?
• Responde: Isaac Asimov
Un haz de luz viene a estar compuesto por un tren de ondas. Cuando dos haces luminosos chocan entre sí formando un ángulo pequeño, puede ocurrir que las ondas se encuentren de tal manera que cuando las unas bajan las otras suben, y viceversa. Las dos ondas «interfieren» y se cancelan parcial o incluso totalmente. El resultado es que la combinación de dos ondas puede producir una luz menos intensa que cualquiera de ellas por separado.
Ahora bien, cada uno de los conjuntos de ondas representa una cierta cantidad de energía. Si las dos ondas se cancelan mutuamente y provocan oscuridad allí donde antes había luz, ¿es que ha desaparecido la energía?
¡Naturalmente que no! Una de las reglas fundamentales de la física es que la energía no puede desaparecer. Tal es la «ley de conservación de la energía». En el fenómeno de la interferencia hay una energía que ha dejado de existir en forma de luz. Por tanto, tiene que aparecer una cantidad exactamente igual de energía en otra forma distinta.
La forma menos organizada de energía es la del movimiento aleatorio de las partículas que componen la materia, movimiento que llamamos «calor». La energía tiende a perder organización al cambiar de forma, de manera que cuando parece que la energía desaparece, lo mejor es buscar calor, es decir, moléculas que se muevan al azar y a velocidades mayores que antes.
Esto es lo que ocurre en el caso de la interferencia luminosa. En teoría es posible disponer dos haces de luz de manera que interfieran perfectamente. Al incidir en una pantalla la dejarán perfectamente, oscura, pero aun así, la pantalla aumentará de temperatura. La energía no ha desaparecido, sólo ha cambiado de forma.
Un problema parecido es el siguiente. Supongamos que damos cuerda al resorte de un reloj. Ahora contiene más energía que cuando estaba distendido. A continuación disolvemos el resorte, todavía tenso, en un ácido. ¿Qué ocurre con la energía?
También aquí se convierte en calor. Si empezamos con dos soluciones ácidas a la misma temperatura y disolvemos en una de ellas un muelle distendido y en la otra un muelle tenso (por lo demás idénticos), la segunda solución tendrá al final una temperatura mayor que la primera.
La ley de la conservación de la energía no fue entendida del todo hasta el año 1.847, cuando los físicos lograron captar en todo su sentido la naturaleza del calor. Desde entonces, la aplicación de esa ley ha permitido comprender una serie de fenómenos básicos. Las transformaciones radiactivas, pongamos por caso, producen más calor del que podían explicar los cálculos físicos decimonónicos. El problema quedó resuelto cuando Albert Einstein elaboró su famosa ecuación e = m·c2, demostrando que la propia materia era una forma de energía.
Por otro lado, en algunas transformaciones radiactivas se producen electrones de energía demasiado pequeña. En lugar de admitir una violación de la ley de conservación de la energía, Wolfgang Pauli sugirió en 1.931 que en dicha transformación se producía simultáneamente otra partícula, el neutrino, que se llevaba el resto de la energía. Y tenía razón.
Enviado por: Paco Beruga.
Autor: Isaac Asimov. Doctor en química. Rusia.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)