Vamos a exponer una situación que nos parece impresionante.
Expondremos las bases y dejaremos el análisis para el final.
Lo intentaremos hacer lo más fácil y claro posible.
Niveles energéticos y fotones
Ya hemos explicado en alguna ocasión el tema este. Lo vamos a volver a hacer para seguir toda la línea argumental.
Según la teoría cuántica si tengo un átomo X este tendrá un número de niveles energéticos en los cuales se puede encontrar un electrón del átomo.
Por simplicidad supondremos que tenemos únicamente dos niveles:
El electrón puede subir al nivel superior si absorbe un fotón CON LA ENERGÍA JUSTA de la diferencia de niveles:
En este caso el electrón pasa del nivel E1 al nivel E2 porque llega un fotón con la energía:
Dado que la energía del fotón viene dada por su frecuencia 
multiplicada por la constante de Planck:
multiplicada por la constante de Planck:
Es decir, la transición entre estos dos niveles sólo la puede producir un fotón cuya frecuencia sea precisamente la que le de la energía exacta entre la diferencia de niveles.
Si tengo un átomo excitado, representado por X*, es decir con un electrón en el nivel E2 este podrá saltar al nivel de menor energía.
En este proceso se emite un fotón con la energía exacta entre la diferencia de niveles implicados y por tanto con una única frecuencia
Entonces está claro que si tenemos dos átomos iguales, uno en el estado de energía E2 y otro en el energía E1.
El átomo excitado X* decae a la energía inferior quedándose en el estado X y emitiendo un fotón.
El átomo X, en la energía inferior puede absorber ese fotón que tiene la frecuencia justa como para provocar la transición de E1 a E2:
Hasta aquí todo bien, pero modifiquemos un poco el dispositivo.
Ahora ponemos el átomo X* (el que tiene el electrón en el nivel E2) a una altura h del suelo.
En el suelo ponemos un átomo X en el estado E1.
Lo que esperamos es que cuando el átomo X* emita el fotón producido por pasar de E2 a E1 el átomo en el suelo X sea capaz de absorberlo y pasar de E1 a E2.
Sin embargo, lo que ocurre es que el proceso no se da jamás.
Es decir, el fotón emitido en la parte superior no es capaz de excitar al átomo en el suelo.
¿Cómo puede ser esto? El fotón ha sido producido por una transición de un nivel E2 a un nivel E1, por lo tanto tiene que tener la frecuencia justa para producir la transición de E1 a E2 en el átomo en el suelo.
¿Por qué no pasa esto?
La respuesta es simple: LA GRAVEDAD
La Relatividad General nos dice que la gravedad modifica la frecuencia de un fotón emitido en un punto del campo gravitatorio conforme se propaga a otro punto.
En este caso podemos hablar en términos simples:
1.- Si estamos en lo alto de la altura h y el átomo emite un fotón de frecuencia que denominaremos 
.
.
2.- Conforme el fotón se acerca al suelo la gravedad es más intensa que donde fue producido. La relatividad general nos dice que la frecuencia que recibiremos 
en el suelo vendrá dada por:
en el suelo vendrá dada por:
donde M es la masa de la tierra, G es la constante de Newton, R es el radio de la tierra, h es la altura sobre la superficie a la que tenemos el átomo y c es la velocidad de la luz.
Lo que nos dice esta fórmula es que la frecuencia recibida es mayor que la frecuencia emitida. (Mayor frecuencia = Mayor energía del fotón—> ¿Se ha creado energía?¿Qué pasa aquí? Lo dejamos ahí). Y eso hace que ese fotón ya no pueda producir la transición que originalmente lo ha producido.
Pues bien, esto da lugar a una comprobación que a mi siempre me ha gustado muchísimo de la Relatividad General.
Es lo que se conoce como el experimento de Pound-Rebka que explicaremos en otra entrada.
Dejamos esta aquí para que el que quiera comente o piense sobre ello.
Nos seguimos leyendo…
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