Cuando
una onda de cualquier tipo se encuentra con un obstáculo en su camino, por
ejemplo una rendija, se desvía de su trayectoria dividiéndose en sus diferentes
componentes. Se trata de un fenómeno conocido desde antiguo. Ya en 1660
Francesco Maria Grimaldi acuñó el término difracción,
y fue el primero que realizó observaciones precisas sobre la materia.
También
las interferencias del fenómeno ondulatorio se
describen en el Principio de
Fresnel-Huygens, que trata a cada punto en el frente de una onda propagadora
como un grupo de ondículas esféricas individuales. De hecho, todas las ondas
son susceptibles de difractarse, ya sean de luz, de sonido, de fluidos,
electromagnéticas, e incluso las ondas gravitatorias.
El fenómeno no pasó inadvertido a sir Isaac Newton, que demostró que la luz blanca es en realidad una mezcla de colores. Hizo incidir la luz que atravesaba una rendija en una pantalla opaca, y la hizo pasar a través de un prisma de vidrio, obteniendo como resultado los diferentes colores en que se descompone la luz blanca. Intuyó con acierto que el prisma tan sólo dispersa la luz pero no la modifica.
El
efecto puede observarse de forma natural en el arco iris que observado con el
sol a nuestra espalda, dispersa también la luz, ejerciendo en este caso las
gotas de agua idéntica función que el prisma de vidrio. En fecha tan temprana
como 1266, Bacon estableció que el ángulo entre la dirección del sol y los
arcos de colores es de aproximadamente 42 grados. Para cualquier observador,
todas las gotas ubicadas en un círculo en un ángulo de aproximadamente 42
grados, envían luz a su ojo. Cada ángulo tiene su longitud de onda
correspondiente, y por lo tanto un color determinado.
Las
modernas redes ópticas constituyen un segundo ejemplo de dispersión de las distintas
longitudes de onda de la luz blanca. Una red de difracción es un dispositivo
óptico compuesto por miles de ranuras paralelas. Cuando la luz ilumina esta
estructura periódica, cada ranura difracta las ondas, es decir, cambia su
dirección. Así, miles de pequeñas ondas correspondientes a una longitud de onda
dada, interfieren constructivamente en un punto distante.
El
patrón de interferencia característica es más marcado cuando una onda de un haz
coherente, por ejemplo de un láser, se encuentra con una rendija/abertura que
sea comparable en tamaño a su longitud de onda. Ello se debe a la interferencia
de los diferentes puntos en el frente ondulatorio, o equivalentemente de cada
ondícula, que describen trayectorias de diferentes longitudes a la superficie
de registro donde se forma la imagen. Sin embargo, si las aberturas son
múltiples y muy cercanas, pueden resultar en un patrón complejo de intensidad
variable. En este principio se basan en parte los láser de corte empleados en
cirugía.
Los conceptos difracción e interferencia están estrechamente relacionados, si bien, como señala Richard Feynman, la difracción suele referirse a muchas fuentes ondulatorias, mientras que la interferencia se circunscribe a sólo unas pocas. Feynman establece también diferencias en el desarrollo matemático de ambos fenómenos.
El tratamiento de ambos abre el camino a una asombrosa variedad de aplicaciones prácticas en otros tantos campos científicos y tecnológicos. Como cantaba Judy Garland en El mago de Oz, hay mundos maravillosos más allá del arco iris.
-Anda
Manolo, alcánzame eso que hay encima de aquello.
-¿Que
te alcance el qué, dónde?
-Madre
mía, desde luego Manolo, es que a veces pareces tonto.