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Ciencia

Física cuántica: qué es la dualidad partícula-onda de la luz

El físico obtuvo el galardón por un descubrimiento que hizo cuando tenía tan solo 26 años

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Albert Einstein puede ser famoso por su teoría de la relatividad general, pero no fue esta la que le dio el único Premio Nobel de su carrera. Crédito: BBCNews

El físico obtuvo el galardón por un descubrimiento que hizo cuando tenía tan solo 26 años. Se trata de la ley del efecto fotoeléctrico que publicó en 1905 y que planteaba que la luz tenía una propiedad tan contraintuitiva que llevaría a cuestionar la propia noción de la realidad.

No en vano terminó dando origen a la física o mecánica cuántica, una rama que estudia la naturaleza a escala atómica y subatómica, o sea, el mundo de lo ultrapequeño y sus leyes, que son muy distintas a aquellas que gobiernan al mundo que podemos ver.

También la energía interna de los átomos está cuantizada. Para una determinada clase de átomo individual, la energía no puede tener un valor cualquiera; sólo son posibles valores discretos, llamados niveles de energía.

Las ideas básicas de fotones y de niveles de energía nos ahorran un buen camino hacia la comprensión de una gran variedad de observaciones que de otra forma serían enigmáticas.

Entre ellas están los conjuntos únicos de longitudes de onda que emiten y absorben los elementos en estado gaseoso, la emisión de electrones desde una superficie iluminada, el funcionamiento de los láseres y la producción y dispersión de los rayos x.

Nuestros estudios de fotones y de niveles de energía nos llevarán al umbral de la mecánica cuántica, que implica tener algunos cambios radicales en nuestras ideas sobre la naturaleza de la radiación electromagnética y de la materia misma.

“La mecánica cuántica marcó una ruptura entre la física clásica y la moderna”, explicó a BBC Mundo la física colombiana Nelly Yolanda Céspedes Guevara. “Fue toda una revolución”, agregó la también doctora en educación y docente de la Fundación Universitaria del Área Andina, de Colombia.

Para Einstein fue un placer romper con ideas preestablecidas: “No podemos solucionar nuestros problemas con las mismas líneas de pensamiento que usamos cuando los creamos”, dijo el físico alguna vez.

¿Partícula u onda?

En la física, las ondas y las partículas son tan distintas que cada una obedece a sus propias reglas matemáticas. “La partícula es todo aquello que tú puedes cuantificar y que en teoría puedes agarrar o tocar”, dice Céspedes.

Según la ley del efecto fotoeléctrico de Einstein, la luz podría generar electricidad solo si, bajo determinadas circunstancias, se comportaba como una suerte de partícula. En otras palabras, planteó que “la luz no podía ser solo una onda“, explica Céspedes.

Para llegar a esa conclusión, agrega, Einstein se basó en ideas previas de físicos como el alemán Max Planck.

El “revolucionario renuente”

En el año 1900, Planck ya había descubierto que había un problema con la luz como onda. Lejos de ser un flujo constante, afirmó, la luz viajaba en “paquetes” de una gran “cuantía” de energía, concepto de donde luego derivaría el nombre de física cuántica.

Max Planck

“El concepto de Planck de cuantos energéticos”, explica la Enciclopedia Británica, “entraba en conflicto con toda la esencia de la física teórica pasada”.

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=8urGTdEioOQ&w=560&h=315]

Y si bien sus investigaciones no le dejaban otra opción más que derribar el conocimiento previo establecido y hasta ganó un Nobel por “descubrir la energía cuanta”, Planck fue un “revolucionario renuente”, afirma la enciclopedia. Tal es así que distintos historiadores de la ciencia como el famoso Thomas Kuhn se han negado a darle el título de padre de la física cuántica.

Según argumentan, a partir de sus trabajos, Planck podría haber inferido que la luz se comportaba como una partícula, sin embargo, no lo vio o no se atrevió a afirmarlo y provocar un cambio de paradigma. Para eso tendría que llegar Einstein.

Ni una cosa ni la otra

En 1905, Einstein había argumentado que, a veces, la luz parecía consistir en “cuantos” (lo que hoy son los fotones) y, cuatro años más tarde, introdujo la dualidad onda-partícula en la física.

Es decir que la luz no era una onda o una partícula: era ambas cosas. Einstein estaba pensando lo impensable. “La hipótesis de Einstein de los cuantos de luz no fue tomada en serio por los físicos adeptos a las matemáticas durante poco más de 15 años”, escribió el historiador de la ciencia Bruce R. Wheaton.

“Incluso (el físico estadounidense) R. A. Millikan, quien en 1914-16 proporcionó la primera evidencia inequívoca de la sorprendente ley de emisión fotoeléctrica de Einstein, siguió también inequívocamente desdeñando la hipótesis de la partícula de luz de la cual se había derivado esa ley”, agregó.

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=oFbgfkh4cj8&w=560&h=315]

Es más: Millikan, quien fue discípulo de Planck, terminaría ganando un Nobel “por su trabajo en la carga elemental de la electricidad y en el efecto fotoeléctrico”. Para desdén de muchos de estos físicos, la dualidad onda-partícula no se quedó en la luz, sino que se amplió a la materia a escala atómica.

Hoy comprendemos que todos esos fenómenos se deben a la naturaleza cuántica de la radiación. La radiación electromagnética, junto con su naturaleza ondulatoria, tiene propiedades que se asemejan a las de las partículas. En especial, la energía de una onda electromagnética siempre
se emite y se absorbe en forma de paquetes llamados fotones o cuantos, cuya energía es proporcional a la frecuencia de la radiación.

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Ciencia

Una marea sin precedentes: el Caribe y Florida enfrentan la peor invasión de sargazo de la historia

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Una marea histórica de sargazo avanza por el Caribe y amenaza las costas de Florida. La floración récord de 31 millones de toneladas

Una marea histórica de sargazo avanza por el Caribe y amenaza las costas de Florida. La floración récord de 31 millones de toneladas pone en jaque al turismo y los ecosistemas costeros.

El océano Atlántico vive una situación crítica. Una marea de 31 millones de toneladas de sargazo, la mayor registrada hasta el momento, se extiende desde África Occidental hacia Brasil, el Caribe y las costas del sureste de Estados Unidos, cubriendo aproximadamente 8.800 kilómetros de océano. La floración de este año ya ha superado en un 40% el récord previo de 2022, de acuerdo con un estudio del Laboratorio de Oceanografía Óptica de la Universidad del Sur de Florida (CNN, 15/05/2025).

Una marea histórica de sargazo avanza por el Caribe y amenaza las costas de Florida. La floración récord de 31 millones de toneladas
Una marea histórica de sargazo avanza por el Caribe y amenaza las costas de Florida. La floración récord de 31 millones de toneladas

Desde 2011, las playas del Caribe y Florida han experimentado invasiones progresivamente mayores de sargazo. Este alga marina, vital para ciertas especies en mar abierto, se convierte en una amenaza al llegar a las costas. La acumulación masiva daña los ecosistemas costeros al bloquear la luz solar, reducir el oxígeno en el agua y provocar la muerte de peces, cangrejos y otros organismos (CNN, 15/05/2025). Además, al descomponerse, libera sulfuro de hidrógeno y amoníaco, gases que afectan la salud respiratoria de personas y animales, generando un hedor que aleja al turismo (The Miami Herald / CNN, 15/05/2025).

El profesor Brian LaPointe, del Instituto Oceanográfico Harbor Branch de la Universidad Atlántica de Florida, advierte que ya se observan cinturones de sargazo en las costas de Miami, los Cayos y San Agustín, y se espera que aumente en las próximas semanas (CNN, 15/05/2025). En el Caribe mexicano, el estado de Quintana Roo, junto a la Armada de México, instaló una barrera flotante de casi 10 kilómetros para proteger las playas de Mahahual, Playa del Carmen y Puerto Morelos (Secretaría de Ecología y Medio Ambiente de Quintana Roo / CNN, 15/05/2025).

El cambio climático, con el consecuente aumento de la temperatura del océano, y el exceso de nutrientes provenientes de fertilizantes agrícolas que llegan al mar desde el Amazonas y el Mississippi, son los principales factores detrás de esta floración sin precedentes (CNN, 15/05/2025). Estudios del Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) han vinculado el fenómeno con cambios climáticos inusuales, como la intensificación de los vientos del este en el Atlántico Norte (Cadena SER, 27/03/2025).

La gestión del sargazo ha comenzado a convertirse en una prioridad regional. La CAF (Banco de Desarrollo de América Latina) lanzó un programa para promover la cooperación internacional y encontrar soluciones sostenibles (CAF, 2025). En República Dominicana, el desarrollo del satélite QuisqueyaSat 1 permitirá mejorar el monitoreo y pronóstico de arribos de sargazo, permitiendo planificar medidas preventivas (El País, 25/09/2024).

En paralelo, científicos de México y el Caribe exploran alternativas para convertir este problema ambiental en una oportunidad. Proyectos como el de AENOR en Quintana Roo buscan transformar el sargazo en biogás, fertilizantes, biocombustibles y ladrillos ecológicos, o aprovechar su capacidad de absorción de metales pesados para limpieza de aguas contaminadas (Revista AENOR, 2025). Incluso se investiga su potencial para reemplazar productos plásticos de un solo uso (CNN, 15/05/2025).

Sin embargo, las soluciones actuales no alcanzan a mitigar completamente el problema. La limpieza diaria de las playas, una tarea costosa y compleja, sigue siendo la principal estrategia en muchas zonas turísticas como Cancún y la Riviera Maya, donde el impacto en la economía local es significativo (The Miami Herald / CNN, 15/05/2025).

“La floración récord de este año es una advertencia global de que debemos cambiar nuestras formas de producción, cultivo y relación con el medio ambiente”, advierte Christian Appendini, de la Universidad Nacional Autónoma de México (CNN, 15/05/2025). La crisis del sargazo, que combina la emergencia climática y la contaminación, exige un enfoque internacional urgente y coordinado para proteger las costas y asegurar la resiliencia de las comunidades locales.

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Ciencia

Comenzó la cuarta edición de Mate Salta: inscripciones abiertas hasta el 30 de mayo

La iniciativa Mate Salta busca potenciar el aprendizaje de matemática en escuelas primarias con un enfoque didáctico y lúdico.

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La iniciativa Mate Salta busca potenciar el aprendizaje de matemática en escuelas primarias con un enfoque didáctico y lúdico.

El certamen provincial de matemáticas “Mate Salta” para estudiantes de primaria ya inició su etapa de entrenamiento y capacitación docente. La competencia busca mejorar los aprendizajes y despertar el interés temprano en la matemática. Participarán alumnos de 5°, 6° y 7° grado. Crédito: Prensa Gobierno de la Provincia de Salta

La matemática vuelve a ser protagonista en las aulas de Salta. El Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología lanzó la cuarta edición de Mate Salta, un certamen orientado a alumnos de 5°, 6° y 7° grado del nivel primario. La iniciativa comenzó con una serie de encuentros de entrenamiento para los estudiantes y capacitaciones para los docentes en distintas localidades de la provincia. Las inscripciones para la etapa institucional están abiertas hasta el 30 de mayo, a través del siguiente enlace: Formulario de inscripción.

El responsable del proyecto, Alberto Brizuela, explicó que la propuesta no solo busca establecer una competencia, sino principalmente mejorar los aprendizajes y promocionar desde temprana edad el pensamiento lógico y matemático. “Trabajamos en talleres de resolución de situaciones problemáticas en contexto de olimpiadas, abarcando temas como geometría, lógica, operatoria, combinatoria y utilizando recursos de neuroeducación”, detalló Brizuela.

La competencia se desarrollará en tres etapas: la institucional comenzará el 6 de junio, la departamental será el 18 de agosto y la provincial, donde se consagrarán los ganadores, se realizará el 7 y 8 de noviembre.

En esta primera fase, la capacitación docente ya se llevó a cabo en Salta Capital y Cafayate, y continuará en localidades como General Güemes, Joaquín V. González, San Ramón de la Nueva Orán, El Carril, Rosario de la Frontera, Rosario de Lerma y Cachi.

Una referencia especial merece Cafayate, epicentro de la cultura vitivinícola salteña. Allí se encuentra Bodega Colomé, una de las más antiguas de la Argentina, fundada en 1831. Esta bodega no solo destaca por la producción de vinos de altura, especialmente Malbec y Torrontés, sino también por su compromiso con la comunidad local y la educación. En colaboración con iniciativas culturales y educativas, como Mate Salta, Bodega Colomé se posiciona como un emblema del Valle Calchaquí que combina tradición, calidad y responsabilidad social.

Con Mate Salta, la provincia continúa promoviendo el aprendizaje de la matemática a través de estrategias didácticas innovadoras que motivan a los más jóvenes a enfrentar con entusiasmo y creatividad los desafíos numéricos.

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Ciencia

Cachi y Payogasta apuntan al futuro del pimentón con innovación y producción local

Funcionarios y técnicos recorrieron parcelas demostrativas y cooperativas del Valle Calchaquí.

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Cachi y Payogasta apuntan al futuro del pimentón con innovación y producción local

Autoridades provinciales visitaron Cachi y Payogasta para impulsar la cadena de valor del pimentón del Valle Calchaquí, fortaleciendo la producción con nuevas tecnologías y cooperativismo. Crédito: Gobierno de la Provincia de Salta

Analizaron nuevas técnicas de riego y la viabilidad de una planta de procesamiento.
El objetivo es consolidar la producción con el Sello de Denominación de Origen.

La producción del pimentón, uno de los emblemas del Valle Calchaquí, está dando pasos firmes hacia su consolidación y profesionalización. En el marco del recientemente obtenido Sello de Denominación de Origen del Pimentón del Valle Calchaquí, el Secretario de Desarrollo Agropecuario de Salta, Diego Dorigato, encabezó una visita técnica a Cachi y Payogasta para avanzar en nuevas estrategias de cultivo y procesamiento.

Acompañado por el director general de Agricultura, Juan Garay, y la jefa del Programa de Desarrollo Territorial, Fernanda López Morillo, Dorigato recorrió una parcela demostrativa de pimiento para pimentón, donde se analizaron sistemas de riego por goteo y la eficiencia de paneles solares instalados para abastecer de energía a los cultivos. “Estamos promoviendo buenas prácticas agrícolas, con nuevas tecnologías que optimizan los recursos hídricos y energéticos”, señaló Dorigato.

Cachi y Payogasta apuntan al futuro del pimentón con innovación y producción local
Cachi y Payogasta apuntan al futuro del pimentón con innovación y producción local

La iniciativa no solo busca mejorar los rendimientos y la calidad del producto, sino también fortalecer la identidad regional del pimentón salteño en mercados nacionales e internacionales. “La Denominación de Origen es una distinción que nos obliga a acompañar aún más a los productores, capacitarlos y trabajar bajo estándares de excelencia”, agregó el funcionario.

Durante la jornada, también se evaluó un espacio con infraestructura preexistente, con el fin de desarrollar allí una planta de procesamiento y envasado. El predio, ubicado en Cachi, cuenta con galpones, una estufa industrial y sectores de acopio, lo que podría convertirse en el eje de una futura unidad productiva que genere valor agregado en origen.

En Payogasta, la comitiva mantuvo una reunión con integrantes de la cooperativa agropecuaria “Rojo de los Valles”, donde dialogaron sobre el avance de la campaña del pimentón y proyectaron posibles mejoras en la logística de fraccionamiento y almacenamiento del producto.

El proyecto responde a una visión integral de desarrollo territorial, que busca no solo aumentar la producción, sino también mejorar la calidad de vida de las familias productoras. Tanto desde el Ministerio como desde las comunidades locales, se coincidió en la necesidad de inversión sostenida, capacitación técnica y trabajo articulado para transformar la cadena del pimentón en un motor de desarrollo económico.

La estrategia provincial contempla también alianzas con otras instituciones técnicas y científicas, como el INTA y universidades, que en los próximos meses podrían sumarse para aportar investigaciones y asistencia.

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