Make your own free website on Tripod.com

Los ciento y pico de años del electrón
Atrás Principal Arriba Adelante

 

Plinio Sosa

Hace un poco más de 100 años (en 1897), J.J. Thomson hizo un descubrimiento extraordinario: encontró uno de los constituyentes más pequeños de la materia. Se trata de una partícula insoportablemente ligera, cuya masa es... ¡un quintillón de veces menor que un kilogramo ! . Para colmo, esa pequeñez no es neutra sino cargada y, de hecho, representa la parte negativa de la materia.

¿Cómo pudo alguien descubrir algo tan pequeño ? ¿Quiénes más estuvieron involucrados en la hazaña ? ¿Qué vieron, qué hicieron, qué concluyeron ?

Veamos. El descubrimiento del electrón emergió de estudiar el paso de la electricidad a través de los gases. Este fenómeno había sido explorado, al igual que casi todo lo relacionado con la electricidad, por Michael Faraday en el año de 1830. Este trabajo fué retomado por Julius Plücker, un profesor de matemática de la Universidad de Bonn que, posteriormente, se dedicó a la física experimental. Plücker tenía como asistente a un talentoso soplador de vidrio y fabricante de instrumentos, Heinrich Geissler, quien diseñó un ingenioso artefacto capaz de lograr un vacío sin precedentes dentro de un tubo de vidrio.

El "tubo Geissler" tenía además un par de electrodos metálicos sellados en cada extremo. De esta manera era posible aplicar un alto voltaje al gas contenido -a muy baja presión- en el tubo. Plücker descubrió unos pequeños puntos luminosos sobre las paredes de vidrio. Parecía como si algún tipo de radiación invisible estuviera siendo emitida del electrodo negativo, o cátodo, causando la luminiscencia sobre el tubo de vidrio.

¿Una radiación saliendo del cátodo ? Pero, ¿qué tipo de radiación ? Ninguna conocida. Los rayos catódicos eran afectados por un campo magnético. Un imán era capaz de hacer cambiar de posición los puntos luminiscentes. Además, en 1869, Johann Willhelm Hittorf, físico alemán, encontró que, si se interponían objetos -transparentes u opacos, conductores o no, o delgadísimos - , se proyectaban sombras sobre los puntos luminosos.

Estas observaciones fueron confirmadas por Eugene Goldstein en los años 1870 y 1880 en Berlín. La mayoría de las observaciones de Goldstein eran consistentes con la idea de una corriente de algo electrificado emergiendo del cátodo. Pero, ¿qué ? ¿átomos cargados o moléculas ionizadas de gas residual ? Esto parecía poco probable porque los rayos se propagaban mucho más lejos de lo esperado para partículas tan pesadas. Por eso, Goldstein pensó que tendría que ser alguna radiación similar a la electromagnética. De hecho, fue él quien lo bautizó con el nombre de "Rayos Catódicos".

Por la misma época, en Inglaterra, el interés sobre el fenómeno de los rayos catódicos fue popularizado por las espectaculares demostraciones de William Crookes. Aunque Crookes no haya contribuido profundamente al debate acerca de la naturaleza de los rayos catódicos, con sus prolíficas exhibiciones provocó el interés de muchas personas.

Pronto, la investigación sobre los rayos catódicos se convirtió en una precipitada competencia entre las escuelas inglesa y alemana, la cual estuvo marcada, más por la búsqueda de los defectos de sus componentes que por el examen profundo de la validez de sus propias proposiciones.

En esta historia, llama la atención el trabajo del físico inglés Arthur Schuster a finales de 1880. Él pudo estimar la relación carga-masa de las supuestas partículas eléctricamente cargadas. El valor que obtuvo implicaba una masa para las partículas de los rayos catódicos...¡mil veces menor que la del átomo de hidrógeno! Es decir, de ser partículas tendrían que ser mas pequeñas que los pequeñisimos e indivisibles átomos. Pero esto era muy difícil de creer en aquel entonces. Schuster rehizo los cálculos para poder obtener una masa razonable para los rayos catódicos. Así el gran descubrimiento se le fue entre las manos.

En 1895, Wilhem Röntgen, en Alemania, anunció el descubrimiento de los Rayos X a partir de los rayos catódicos. En 1896, Henri Becquerel descubre una misteriosa radiación emitida por un mineral de uranio. Un componente de esa radición era idéntico a los rayos catódicos. En ese mismo año, Pieter Zeeman, animado por su profesor, Hendrick A. Lorentz, demostró cómo un intenso campo magnético afecta al espectro atómico del sodio. Lorentz infirió que las partículas eléctricas que, se presumía, radiaban la luz tenían una relación carga-masa mil veces mayor que la del ion hidrógeno.

Sin embargo, fue Joseph John Thompson quien atacó el problema de la forma mas directa y sistemática y pronto obtuvo frutos. Esencialmente, completó el trabajo de Schuster y otros ya habían intentado. Mediante un ingenioso arreglo experimental para relación carga-masa de los rayos catódicos, Thompson demostró que "en los rayos catódicos... la subdivisión de la materia es llevada mucho más lejos que en el ordinario estado gaseoso". El 30 de abril de 1897, Thompson anunció el descubrimiento del electrón.¡Una nueva partícula primordial había nacido!

En la época actual, donde el mundo es gobernado por la electricidad y la electrónica es fácil creer, equivocadamente, que el electrón fue descubierto hace muchisimo tiempo. Pero no. El electrón es un bebé recién nacido de sólo ciento un año.
¡Felicidades pequeñin!

Horizontes 3 (5) enero-junio, 1998


 

frontpag.gif (9866 bytes)

Atrás Principal Arriba Adelante