La Polarización de la luz como tema crucial
La polarización representa siempre un tema de importancia crucial para todos aquellos que sueñan con descifrar secretos relacionados con la naturaleza de la luz. Para Newton, la polarización fue un dato importante para convencerlo de que la luz sería un fenómeno corpuscular.
Para Fresnel, la polarización se constituye en un impedimento, que complica terriblemente sus intentos de caracterizar la luz como un fenómeno exclusivamente mecánico ondulatorio. Para Faraday, el relacionamiento entre la polarización de la luz y el campo magnético representó un triunfo, demostrándonos haber sido tan más importante como más recordamos que fue ese el fenómeno que convenció Maxwell de que la luz era un fenómeno ondulatorio electromagnético.
Hoy la polarización de la luz constituye en más importante cimiento que sostiene el más fundamental entre todos los principios de la mecánica cuántica: el principio de la superposición de estados.
Vamos a central la atención en los detalles a que justifican esa centralidad del tema. No hay pretensión en agotarlo, pero solamente reunir quesitos para intentar:
1) demostrar la compatibilidad entre la polarización de la luz con las teorías corpusculares y
2) reunir argumentos que faciliten la tarea de emitir un juicio crítico de la lógica de Dirac, asunto que será abordado en el último capítulo de esta serie.
La Polarización Absoluta
Son muchas las evidencias que nos convenzan que la luz emitida por un único átomo, y en un impulso único, esté totalmente plano-polarizada, sea utilizándose argumentos en acuerdo con la versión corpuscular newtoniana sea utilizándose argumentos en acuerdo con la versión de onda electromagnética clásica.
Existen también evidencias que demuestran que rayos de luz «normal», propagándose en una dirección x y emitidos por fuentes que sabemos hoy que están dotadas de millones de esos átomos, pueden ser divididos en dos otros rayos secundarios y denotan entre si características geométrico – espaciales diversas (lados de los rayos de luz, según Newton).
Uno de esos rayos, por ejemplo, podrá estar dotado de características que privilegian la dirección de un eje y perpendicular a la dirección de propagación x; en este caso, el otro privilegiará, por razones semejantes, la dirección del tercer eje cartesiano z.
El eje y (o el eje z) podrá ser elegido arbitrariamente por el observador del fenómeno. Existen, en teoría, infinitas duplas de estos rayos secundarios, tantas cuantas sean las posibles orientaciones del eje y, pero solamente una de esas duplas se manifestará en cada contexto experimental.
Las dudas que surgen son del siguiente tipo:
a – ¿Esos rayos secundarios serían totalmente equivalentes a la luz emitida por un único átomo?
b – ¿Todos los constituyentes elementares de esos rayos secundarios serían idénticos entre si, privilegiando una dirección arbitraria ( y o z)?
c – ¿Qué decir de las demás direcciones, diferentes de y o z pero también perpendiculares a aquella del eje x?
Esas preguntas podrán sonar como sin sentido para aquellos que aceptan, sin restricciones, las ideas expresadas en la inmensa mayoría de los libros didácticos de la actualidad, asumiendo definitivamente la luz como siendo la propagación de un fenómeno electromagnético, o sea, ni corpuscular, ni mecánico-ondulatorio.
En este caso, y en la hipótesis de que el lector se ubica en medio a esa cómoda posición, pido permiso para proseguir, ya que con relación a la física moderna las cosas parecen ser ligeramente diferentes. La física moderna, de alguna manera y a través de los fotones, ha intentado recuperar la idea de una luz corpuscular, aunque persista un factor de inertidumbre caracterizando estos fotones, por veces como punteadas y, por otras, esparciéndose según una «onda» de naturaleza probabilística.
Si pretendemos aquí cuestionar la física moderna y/o las teorías que dieron origen a la física moderna, esas cuestiones son fundamentales y deben ser contestadas, bajo pena de pasar para la historia de la ciencia como aquellos que permanecieron inertes frente a una cómoda dogmatización de la física de su tempo.
Diremos entonces que existe una polarización absoluta y elementar, caracterizando una dirección espacial, y una polarización medial a privilegiar, bajo un punto de vista estrictamente estadístico, una región central, entre un abanico de posibilidades.