Estoy seguro de que algunos de los pocos lectores que tengo se habrán preguntado, muy astutamente, que, si de todos es sabido que las partículas subatómicas son objetos casi puntuales, como es posible que puedan chocar como bolas de billar en los aceleradores de partículas.....

Para hacernos una idea, recordemos el efecto fotoeléctrico (su descubrimiento le valió a Einstein el premio Nobel de Física): Supongamos un cristal metálico en el que los electrones están débilmente ligados a los átomos y pueden moverse con relativa facilidad por el cristal. Conectemos el metal a la "tierra" de una fuente de alimentación y coloquemos a una distancia cercana al metal una placa, también metálica conectada al positivo de la batería. Ahora, iluminemos una luz de elevada energía (ultravioleta, por ejemplo) a nuestro metal: Podemos medir una corriente eléctrica entre el metal y la placa (se me ha olvidado decir que ambos tienen que estar dentro de un tubo de vacío).

Lo que ocurre es que los fotones del haz de luz "golpean", así, alegremente, como si fueran tan sencillo que se encuentren,  a los electrones del cristal, estos absorben la energía del fotón y, naturalmente, saltan a un estado cuántico de mayor energía, fuera de la red del cristal. El campo eléctrico de la placa los atrae y crean una corriente.

Hasta aquí bien, pero podemos preguntarnos: Vamos a ver, vamos a ver: Un electrón se mueve en su capa correspondiente casi a la velocidad de la luz. Los fotones van disparados precisamente a la velocidad de la luz. Si ambos son puntos ¿Cómo va a dar la casualidad de que choquen como dos bolas de billar?.

También podemos imaginarnos dos haces de protones que giran en sentidos inversos dentro de un acelerador de partículas y que chocan......¿Cómo es eso posible, si los protones son tan pequeños?.

Evidentemente, el efecto fotoeléctrico existe y los haces de protones chocan en un acelerador, por lo que alguna explicación tiene que existir ¿no?. Este es uno de los motivos por los que hay que abandonar la idea de que las partículas subatómicas son minúsculas bolas de billar.

Cuando un electrón está moviéndose alrededor de un núcleo atómico que lo tiene capturado, no lo hace en una órbita como los planetas alrededor del Sol; más bien existe, con cierta probabilidad, en una zona del espacio. En realidad, dicha zona ocupa el Universo entero, pero si limitamos la probabilidad de existencia al, digamos 95%, nos encontramos con que dicha zona (resolviendo fatigosamente la ecuación de Schrödinger) tiene una forma determinada que depende del nivel energético del electrón y se extiende un poquito rodeando al núcleo atómico. En realidad, no tenemos la más remota idea de cómo se está moviendo el electrón; sólo sabemos la probabilidad de encontrarlo en una determinada zona del espacio.

Con el fotón ocurre un tanto de lo mismo; en función de su energía, las probabilidades de encontrarlo en una zona del espacio son determinadas.

Esta idea nos sugiere una imagen mental para el electrón (que no quiere decir que sea así en realidad) como un "punto gordo" con los bordes difuminados. Para el fotón, algo parecido, aunque el punto más pequeño.

Si el punto pequeño que es un fotón, se acerca al punto gordo, que es un electrón, y esto no es imposible porque estos "puntos" sí que tienen dimensiones finitas, entonces, la probabilidad de "choque" entre uno y otro será del 95% (suponiendo que nuestra figura del punto gordo esté calculada a esta probabilidad).

Evidentemente, esto no tiene parangón en nuestro mundo macroscópico. Parece como si la naturaleza dual de la materia (onda-partícula) difuminara la existencia  de las partículas a una región de tamaño finito y con bordes imprecisos.

Lo cierto es que lo único que sabemos es que tal cosa ocurre, así que nuestra imagen mental de estas partículas ha de ser cambiada si queremos comprender. Podríamos pensar incluso que si un fotón se acerca a la zona de incertidumbre de un electrón, este lo "atrae", en cierta manera y lo absorbe, si eso nos ayuda a clarificar nuestras ideas.

Por otro lado, medias muy precisas realizadas en los aceleradores, nos sugieren que los leptones (el electrón y sus primos) son, hasta donde podemos medir, puntuales. Igual ocurre con los quarks; sin embargo, un protón, un neutrón, etc sí que parecen tener dimensiones (aunque muy pequeñas, claro).

Volviendo al experimento de la doble rendija, ¿En qué quedamos?, ¿Pasa el electrón por las dos rendijas o no pasa?. Pues desde el punto de vista de su naturaleza como onda (el punto gordo), sí, pasa por las dos y por eso se produce interferencia, sin embargo, desde el punto de vista de partícula puntual, sólo puede pasar por una de las dos. Esto se parece al dogma de la Santísima Trinidad, pero así es como funciona el mundo......