La lum : onda o particula ?

Dins l'istòria li a agut mantunei teorias sus lo subjècte : unei pensavan que la lum era facha de particulas ponctualas (Newton per exemple), e autrei pensavan qu'era una onda (per exemple Huygens). Li a caugut esperar mai de tres sègles per aguer la respònsa : la lum es a la fes onda e particula !

Aqueu concèpte de dualitat onda-particula es l'avi de la mecanica quantica, finda se n'es panca. D'una man Einstein descorbe en 1905 l'efèt foto-electric, que li balha son prèmi Nobel per ço qu'es bensai lo promièr exemple d'un quantum : lo foton, la particula de la lum. De l'autra man Louis De Broglie desvela lei principis de la mecanica ondulatòria, qu'afortisse que leis electron (e fin finala totei les particulas) son tant d'ondas coma lei fotons.

Mais coma es possible que la lum sigue a la fes onda e particula ? Siáu segur que vos sembla estrange. En fach podriam tanben dire qu'es ni una onda ni una particula. Li a una metafòra dicha dau cilindre, que nos pòu esclairar : se gachi l'ombra d'un cilindre podrà estre un redon o un carrat, segon l'angle d'esclairatge. Segon nòstre vejaire avèm l'impression que lo cilindre es a la fes un redon e un carrat, mentre qu'en fach es un cilindre e sonqu'un cilindre. Aquí lo cilindre es la teoria quantica dei camps, lo carrat la mecanica quantica (qu'a de particulas), e lo redon la teoria classica dei camps (qu'a d'ondas).

Leis enterferenças

Una conseqüença fòrça importanta de l'aspèct ondulatòri de la lum es l'existença d'enterferenças. Maginatz que bolegui una branca d'aubre per exemple, e qu'un colèga la boulega tanben. Se siam ben coordenats la branca bolegarà un maximum, mais se au contrari la bolegam cadun dins lo sens envers de l'autre alora la branca bolegarà pas brica. Aquò marcha per toei lei moviments oscilatòris e es dich enterferença.

A man drecha li a d'imatges dau principi de l'experiment dei fèndas de Young. Mandam d'ondas-particulas sus un mur doblament traucat. Se an lo comportament d'una particula, alora va passar per un trauc o per l'autre, ren d'especiau si debana e la quantitat de lum (o de l'autra cauva qu'avèm mandat sus lo mur) sus l'escran darrièr es la soma de la quantitat passada per cada trauc. Mais se au contrari an lo comportament d'una onda, alora una part de l'onda passarà per cada trauc coma un èrsa, e les doi pichoneis èrsas produsidas van enterferar entre elei. Segon lo ponch de l'escran, cada èrsa aurà fach un viatge different, e donc lei doi saràn mai o mens coordinadas segon aquesta diferença de temps de viatge.

Per conclure aquò : que fa que l'onda-particula a lo comportament d'una onda o d'una particula ? Aquí depende de la desseparacion entre lei doi traucs : se es granda (granda davant la longur d'onda, vòu dire au manco un micromètre per la lum visible) alora si comportarà coma una particula, embé mantunei aurem un rai de lum ; mais se es pichòta si comportarà coma una onda e enterferarà.