En 1923 el físico francés Louis de Broglie propuso la hipótesis que sostiene la teoría atómica moderna. El conocía las ideas de Max Planck sobre  la energía radiante: la luz se emite  en paquetes llamados cuantos o fotones. Esa teoría le daba a las ondas propiedades de partículas. De Broglie pensó que quizás también las partículas podrían tener propiedades de las ondas. Su teoría fue comprobada experimentalmente cuando se encontró que un haz de electrones se comporta de la misma forma que un rayo de luz. Entonces, ¿qué son los electrones, partículas de materia u ondas de luz?

 
Partículas y Ondas a la misma vez
Los electrones tienen una naturaleza doble de onda-partícula. Esto quiere decir que tienen propiedades de onda y propiedades de partículas. Asombroso como suena, esto es cierto no solo para los electrones sino para todas las partículas. Cuando De Broglie le dijo a Einstein que la materia podía tener propiedades de onda, Einstein le contestó: "Parece una locura pero realmente tiene mucho sentido."

Si la materia es una onda, debe haber una ecuación que describa la onda de la materia. El físico austríaco Erwin Schrodinger desarrolló una ecuación matemática para describir el comportamiento ondulatorio. Su ecuación relaciona la amplitud de la onda del electrón en cualquier punto en el espacio alrededor del núcleo. Sin embargo, el significado físico lo señaló Max Born cuando estableció que las ondas del electrón son ondas de probabilidad. Nos dicen donde es más probable encontrar al electrón.

Y es que hay un problema al tratar de localizar al electrón. Es imposible hacer una medición del electrón sin afectar su posición. De esto se dió cuenta el físico alemán Werner Heisenberg. Él planteó que es imposible conocer con precisión la velocidad y la posición de una partícula al mismo tiempo. Esto se conoció como el Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

Se puede calcular la probabilidad de encontrar el electrón en diferentes puntos alrededor del núcleo usando la ecuación de Schrodinger. Hay puntos donde hay mayor probabilidad de encontrarlo. Usando computadoras se han calculado las probabilidades para miles de estos puntos en el espacio. Uniendo toda la información se han logrado formar figuras tridimensionales. Es importante mantener en cuenta que estas figuras son modelos mentales que no tienen realidad física. Es un recurso para ayudarnos a localizar la posición más probable de un electrón.

¿Cómo es el movimiento del electrón?
El electrón se mueve alrededor del núcleo en forma tal que pasa por todos los puntos de alta probabilidad más frecuentemente que por otros puntos. Su velocidad es altísima, tanto que si fuera visible para nuestros ojos se vería como una nube. Pero no podemos olvidar que también podemos encontrar al electrón fuera de su superficie de más probabilidad. A las regiones tridimensionales donde hay más probabilidad de encontrar al electrón se les conoce como orbitales. Y el modelo del átomo que considera al electrón como onda se le llama el modelo cuántico del átomo.
  
Aunque mucho de lo que sucede en los átomos todavía es un misterio, lo que sabemos ha permitido un gran progreso en la ciencia y la tecnología. Y la próxima vez que oigas decir que los electrones se mueven como los planetas en el sistema solar, háblales de De Broglie, de Schrodinger, de Heisenberg  y  de las nubes.