Objetivos

• Realizar un experimento de doble rendija observando el patrón de interferencia.
• Medir el patrón de interferencia de doble rendija con ayuda de un fotodiodo y tubo fotomultiplicador evidenciando la dualidad onda-partícula de la luz.
• Comparar los resultados de la medición del patrón de interferencia con dos modelos teóricos: Fresnel y Fraunhofer.

En la mecánica cuántica existe el concepto de dualidad onda-partícula, en el cual fotones y demás partículas elementales exhiben un comportamiento de onda o partícula según el tipo de experimento que se realice sobre ellas. En este experimento nos concentraremos en el caso de los fotones. Históricamente fue Thomas Young quien realizó el primer experimento de doble rendija en donde observó el fenómeno de interferencia en el año 1803 .

De los experimentos de Young se puede inferir que la luz tiene comportamiento de onda, lo cual, con las teorías de Huygens, Fresnel y Maxwell se ratificaba a finales del siglo XIX. Sin embargo, con el descubrimiento del efecto fotoeléctrico y el efecto Compton, la descripción de luz en términos de cuantos de luz, conocidos como fotones, dio lugar a discusiones acerca de la naturaleza corpuscular de la luz, como lo sugería Sir Isaac Newton. Tras el desarrollo de la teoría cuántica por parte de Dirac, Heissenber y Pauli y experimentos con difracción de electrones como los de Davison y Thomson, la idea de que las partículas elementales e incluso átomos y moléculas exhiben un comportamiento de onda y partícula fue ampliamente acogida por la comunidad científica.

En la actualidad, la electrodinámica cuántica unifica esta dualidad ya que describe la luz por medio de campos cuánticos con propiedades de onda y de partícula. En este experimento veremos las propiedades de onda y partícula de la luz al hacerla pasar por una doble rendija y observando el patrón de difracción que esta produce.

Para observar el comportamiento ondulatorio se hará incidir una luz de un láser; para observar el comportamiento de partícula, se enviará un número pequeño de fotones a la doble rendija tal que solo un fotón pase por una de las rendijas en un momento dado.