El átomo (II) – Electrones

Como dijimos el otro día, en el siglo XX el modelo atómico del pudín de Thomson iba a ser rechazado y renovado por completo, por muy apetecible que fuera su idea.

Fue Ernest Rutherford quien, en 1911, tres años después de ganar su premio Nobel en Química, demostró que el modelo de pudín no tenía sentido. Si una lámina de mica se bombardeaba con partículas alfa (que tienen carga positiva), éstas se desviaban un poco de su trayectoria. Si se hacía lo mismo sobre una lámina de oro, las partículas alfa se desviaban todavía más. Si el átomo era una masa homogénea y sin carga, esto no tenía sentido.

Tenía que haber un punto en el que se concentrara la carga positiva. Las partículas alfa, al pasar cerca de esta parte, se verían inevitablemente repelidas.

Así pues, sugirió que el átomo debería tener dos partes claramente diferenciadas: un núcleo de carga positiva y que concentraría casi toda la masa del átomo y una corteza, en la que orbitarían los electrones. Algo parecido había sugerido años antes el japonés Nagaoka, citado en el artículo original de Rutherford de 1911 (puedes descargar el artículo en PDF aquí).

Hoy se sabe que el átomo es algo más o menos parecido, pero entonces, cuando no se conocía el neutrón (una partícula sin carga que permite que los protones no se repelan y formen el núcleo que no fue descubierta hasta 1932) y todavía estaban vigentes las leyes de la Física Clásica (según las cuales el modelo de Rutherford es totalmente inviable, ya que los electrones habrían de precipitarse en picado hacia el núcleo) la cosa no estaba tan clara. Hasta que llegó Niels Bohr.

XIII. Instrumentos revolucionarios

En la oscuridad de laboratorios subterráneos, bajo el mar o en el espacio, los científicos inventan nuevos instrumentos, mejoran la sensibilidad de sus detectores y reducen el ruido de fondo para seguir extendiendo los límites de nuestra comprensión de la materia y el Universo, de lo infinitamente pequeño y lo infinitamente grande.

Para comprender la materia es necesario desentrañar su estructura íntima y las reglas de ensamblaje de sus distintos componentes, por ejemplo descomponiéndola. Los físicos observan el resultado de las colisiones de partículas aceleradas a gran velocidad. En el CERN, el LHC, con sus 27 kilómetros de circunferencia es la última joya de estos aceleradores. Acelerará protones al 99.9999991% de la velocidad de la luz, dando 11245 vueltas al acelerador por segundo. Los experimentos alojados a lo largo del anillo estudiarán la materia buscando el bosón de Higgs, antimateria o materia oscura, es decir, algunas de las cuestiones más excitantes actualmente en la Física.