Un nuevo experimento ha puesto de cabeza el mundo de la física de partículas. Los científicos Ben Yuen y Angela Demetriadou han respondido en un muy breve artículo a una de las preguntas más grandes: ¿qué forma tiene un fotón? La respuesta ha desconcertado a los físicos y ya se avecina una revolución que podríamos ver hasta las bombillas, las televisiones y las telecomunicaciones.

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Pero antes que todo, ¿qué es un fotón?

Desde los tiempos en que Isaac Newton fundó la física moderna había una pregunta que rondaba la mente de los científicos: ¿la luz se compone de ondas o de partículas? Newton formuló que la luz se componía de pequeñas partículas; esta hipótesis explicaba con soltura algunos fenómenos, como por qué la luz se separaba en un prisma.

Pero los problemas no desaparecieron. En los siglos siguientes se hizo más y más evidente que la luz podía ser una partícula, pero se comportaba como una onda. La situación no mejoró cuando Max Planck descubrió que la energía se movía en paquetes a los que llamó cuantos. Ese fue el inicio de la física cuántica, el modelo con el cual explicamos los fenómenos más pequeños de la naturaleza.

En esta teoría, las fuerzas son transmitidas a través de partículas. El Bosón de Higgs, por ejemplo, es el responsable de otorgar masa a las partículas. Y el fotón es la partícula elemental de la interacción electromagnética. Dicho de otro modo más sencillo: el fotón es la partícula elemental de la luz.

La ondas de radio de nuestros celulares y del wifi, las ondas de los microondas en nuestras casas, la luz de las bombillas, la luz ultravioleta que puede quemar nuestra piel: todos estos fenómenos son obra de las mismas partículas: los fotones.

En los últimos cien años los científicos han descubierto que la luz es una dualidad: es un partícula, pero también es una onda. Sin este entendimiento básico de cómo se comporta la luz, el mundo moderno no existiría y la tecnología que te permite leer este artículo en este momento: no sería posible.

A la dualidad onda-partícula, los físicos han añadido otros conocimientos básicos sobre el fotón: no tiene masa; tampoco se deshace en el espacio, por lo que un fotón puede viajar ininterrumpidamente por millones de años sin verse perturbado, a menos que choque con un objeto. Los fotones tampoco tienen carga eléctrica.

¿Entonces qué forma tiene el fotón, la partícula de luz?

No obstante había un misterio que no había sido posible responder: ¿Qué forma tiene un fotón? Por décadas, la pregunta pareció absurda. Para muchos físicos era evidente que los fotones eran esféricos.

Sin embargo, un nuevo artículo publicado en la revista Physical Review Letters ha revelado que los fotones, en realidad, tienen forma ovalada. Para llegar a esta respuesta, los dos autores idearon un experimento: medir cómo rebota la luz.

Forma ovalada del fotón. Foto: Physical Review Letters

Una esfera, por ejemplo, rebota de una forma predecible. En cambio, durante su experimento, Ben Yuen y Angela Demetriadou notaron que los fotones rebotaban de forma irregular, dibujando una silueta ovalada.

Este descubrimiento podría tener grandes consecuencias no solo en la física de partículas, sino también en la tecnología que usamos todos los días. Como muchos artefactos que usamos cotidianamente dependen de la forma en que rebota y se comporta la luz, podríamos ver nuevas tecnologías basadas en este hallazgo, desde mejores pantallas hasta bombillas más eficientes. Y otra buena noticia, nuestro internet podría volverse más veloz.

Por lo pronto, ahora sabemos que el fotón tiene una forma ovalada, con dos claras puntas, muy semejante a las esferas navideñas mexicanas ligeramente alargadas.

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