La luz se comporta como una onda. La luz se comporta como una partícula. Ambas afirmaciones son ciertas. Esta es la dualidad onda-partícula, uno de los conceptos más extraños e importantes de la mecánica cuántica. En algunos experimentos, la luz se difracta e interfiere como una onda. En otros, incide en los detectores como una partícula. Lo mismo ocurre con la materia. Se ha demostrado que los electrones, los protones e incluso los átomos exhiben un comportamiento ondulatorio. El experimento de la doble rendija es la demostración clásica. Al disparar electrones uno a uno a través de dos rendijas, se forma un patrón de interferencia, como si cada electrón pasara por ambas rendijas simultáneamente. Pero al medir por qué rendija pasa cada electrón, el patrón de interferencia desaparece.

La dualidad onda-partícula fue propuesta por Louis de Broglie en 1924. Sugirió que toda la materia posee una longitud de onda, ahora llamada longitud de onda de De Broglie, dada por λ = h/p, donde h es la constante de Planck y p es el momento. Esta idea fue confirmada experimentalmente en 1927. La dualidad onda-partícula no es una contradicción, sino una característica fundamental de la mecánica cuántica. Las partículas no son ni ondas ni partículas; son objetos cuánticos que exhiben ambos comportamientos según cómo se midan. La distinción entre onda y partícula es un concepto clásico que no abarca completamente la realidad cuántica.

Hechos sobre la dualidad onda-partícula

• Propuesto. Louis de Broglie, 1924.
• Fórmula. λ = h/p.
• Luz. Se comporta como onda y partícula.
• Materia. Los electrones y los átomos también muestran comportamiento ondulatorio.
• Doble ranura. Demostración clásica.

La dualidad onda-partícula no es lo mismo que la complementariedad. La complementariedad es el principio de Bohr que establece que las descripciones de onda y partícula son mutuamente excluyentes, pero ambas necesarias.