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Biografia de J.J. THOMSON, el Padre del Electrón, premio Nobel
Biography of Sir Joseph John Thomson una figuras notable en la física ...


 

J.J. THOMSON, EL "PADRE" DEL ELECTRÓN

 

Como contribución al centenario de la publicación, en octubre de 1897, del descubrimiento de "... que existen cargas de electricidad negativa transportadas por partículas de materia." (Philos. Mag. 1897; 44:293) por J.J.Thomson, se publica en este numero una semblanza del autor del articulo que abre una nueva perspectiva para el conocimiento de la naturaleza. La historia del descubrimiento también se puede seguir en http://www.aip.org/history/electron

 

Hace dos años se conmemoraba el centésimo aniversario del descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Roentgen y el año pasado se celebraba el del descubrimiento de la radiactividad por Henri Becquerel, que fue una consecuencia del anterior. Las décadas que siguieron constituyen una época excepcional de la historia de la humanidad. Los descubrimientos en el campo de la física provocaron cambios fundamentales para nuestra comprensión de la naturaleza de la materia, lo que ha terminado por arrastrar consigo a todas las ramas de la ciencia, empezando por la química y llegando hasta la biología. Este año se cumple el centenario de la comunicación hecha por J.J. Thomson que daba cuenta de los experimentos que demostraban que los rayos catódicos están formados por partículas cargadas negativamente, cuya masa es del orden de magnitud de unas mil veces más pequeña que los átomos de los que se desprenden.

Para los que estudiaban física en Madrid hacia la mitad del siglo que ahora termina, esta comunicación justificaba el apelativo de <>, nombre que por cierto no fue el que el mismo Thomson diera a sus corpúsculos. Salvo ese modo casi invariable de referirse a el, J.J. Thomson era más bien conocido por los resultados de su trabajo acerca de la conductividad de los gases, que justificaron el premio Nobel que recibió en 1906. Otros físicos de su mismo nivel se han hecho más populares y sus nombres completos y biografias son mucho mejor conocidos que los de este científico que, sin embargo, merecería ser tan familiar para el publico en general como el que más.


JJ ThompsonJ.J. Thomson llegó a la madurez como investigador en la época más deslumbrante de la historia de la física. En los años ochenta del siglo XIX, la mayoría de los expertos consideraban que esta ciencia había llegado ya a un estado de plenitud tan grande que suponía su propia muerte:ya no quedaban por explicar más que unos pocos flecos, un trabajo que no podía aportar gloria a ningún creador de verdadera altura.

Como es bien sabido, diez años más tarde la situación había cambiado tan radicalmente que ya podía identificarse fácilmente a los pedantes porque eran los únicos que se habían quedado adheridos a aquellas opiniones trasnochadas. Y es notable que si se pide a cualquier historiador que enuncie la lista de la media docena de responsables más directos de esta revolución, es poco probable que se obtenga la unanimidad pero este ejercicio se ha realizado algunas veces y, curiosamente, el nombre de J.J. Thomson es de los pocos que aparecen en todas las listas.

Resultaría ridículo tratar de ensalzar la importancia del descubrimiento del electrón en una época marcada técnicamente como la del esplendor de la electrónica. Tal vez ocurra que se trata más bien de uno de esos descubrimientos que vistos desde nuestros días parecen incluso tan "necesarios" que no se nos ocurre recordar con frecuencia el nombre de su descubridor y mucho menos ha habido especial preocupación por familiarizarse con su figura. A ello debe haber contribuido bastante lo poco que el mismo se esforzó en hacerse popular. No obstante, Thomson no era un retraído de la ciencia, pese a que su vida se desarrolló en un ámbito bastante reducido.

El que en 1908 sería nombrado por sus méritos científicos Sir Joseph John Thomson, nació el 18 de diciembre de 1856 en Cheetam Hill, cerca de Manchester. Su padre era un librero en este suburbio y envió a su hijo, al cumplir los 14 años, al Owens College de su propia ciudad. Esta decisión puso a Thomson en contacto con la física experimental, porque Owens tenía cursos de este carácter, lo que le ponía por delante de muchas universidades del país. De hecho, más tarde el College se convirtió en la Universidad Victoria de Manchester.

Buen estudiante, a los veinte años obtuvo una beca para el Trinity College de Cambridge. El que muchos observadores hayan tenido una opinión muy alta de Thomson como científico pero hayan tendido a considerarlo una personalidad más bien apagada, muy probablemente se debe a su adhesión a Cambridge, donde residió por el resto de su vida.

Thomson se licenció en matemáticas, pero su formación temprana le impulsó a pasar al Cavendish Laboratory, porque allí podía hacer física experimental. Su carrera fue rápida, aunque no se pueda considerar excepcional:sus primeras investigaciones en electromagnetismo le llevaron en 1884 a ser nombrado catedrático de física del Cavendish y a su nombramiento como miembro de la Royal Society de Londres.

Tomaba sus deberes de profesor muy en serio. Por lo regular daba clases elementales por la mañana y por la tarde enseñaba a los posgraduados. Consideraba que enseñar obliga a revisar las ideas propias. Nunca aconsejó a quien quería entrar en un campo de investigación que empezara por leer el trabajo ya hecho. Prefería que primero aclarara sus propias ideas.

Hasta entonces no consideraba seguro leer lo que opinaban otros. Fuera porque este sistema era particularmente acertado o porque el profesor tuviera una personalidad arrolladora, el caso es que el grupo de sus alumnos venidos de todas partes del mundo tuvo gran importancia tanto por lo que el mismo hizo como por el espíritu que supo inspirar en ellos.

En 1890 se casó con Rose Elizabeth Paget y en 1918 fue nombrado Master del Trinity College. En ese cargo, que ocupó hasta su muerte, pudo tratar a muchos jóvenes con intereses no científicos. Eso le gustaba e hizo con ello muchos nuevos amigos. Thomson demostró interés por muchas más cosas que por la ciencia. Se interesó en la política, las novelas, los dramas, el deporte universitario y en los aspectos no técnicos de la ciencia.

Aunque no era un atleta, era un seguidor entusiasta de los equipos de Cambridge de cricket y de rugby. Pero, aparte de la ciencia, lo que más le interesaban eran las plantas. Hizo miles de excursiones por las colinas que rodean Cambridge en busca de especies botánicas raras que cuidaba luego en su jardín.

El reconocimiento de los méritos científicos de Thomson es muy notable porque su vida profesional estuvo dedicada casi íntegramente a profundizar más y más en una rama aparentemente poco brillante del conocimiento. Los trabajos de Thomson empezaron a tener interés cuando se concentró en la medida de la carga eléctrica generada en un gas sometido a un haz de rayos X, sobre la que publicó juntamente con su joven colaborador Rutherford la observación de su decrecimiento espontaneo y veintiséis años más tarde su aportación más conocida es el desarrollo de una teoría para la recombinación de iones en un volumen de gas irradiado.

Si esto puede demostrar algo es que la capacidad imaginativa y el tesón de los grandes investigadores son probablemente más importantes que la brillantez aparente de su campo de trabajo. En el curso del suyo, J.J. Thomson concibió una idea que fue comprobando cuidadosamente hasta que pudo resolver definitivamente la controversia acerca de la naturaleza de los rayos catódicos.

Acerca de este problema las escuelas científicas estaban divididas: de una parte los físicos británicos y los franceses sostenían que la radiación consistía en un flujo de partículas electrificadas, mientras que la escuela alemana defendía que los rayos se producían en el éter y diferían lo mismo de la luz ordinaria que de los rayos X.

La aportación más importante de Thomson consistió en mejorar progresivamente la técnica de realizar el vacio, con lo que pudo llegar a la conclusión de que los rayos eran independientes de la naturaleza del gas de llenado de la ampolla y de la naturaleza de los electrodos que se colocaran en ella. La conclusión que le pareció evidente y que dio a conocer ahora hace cien años es que se trata de un flujo de corpúsculos que están presentes con su propia carga eléctrica en cualquier tipo de materia.

Esta creencia se vio reforzada en los tres años que siguieron al descubrimiento, pues pudo probar que la emisión se producía por ejemplo calentando un hilo de metal. Si bien se mira, el reconocimiento de que cualquier átomo posee un cierto numero de electrones de los que puede "desprenderse" con cierta relativa facilidad, era el primer caso en que se deshacía la creencia del átomo indivisible y no cabe duda de que el descubrimiento de Thomson abrió el camino a la concepción planetaria del átomo que permitió a Rutherford penetrar en la naturaleza de las transformaciones radiactivas.

Tal vez esta noción fundamental, que a fin de cuentas es la que ha convertido a Thomson en una de las figuras más notables de la historia de la física, no fuese apreciada íntegramente en los primeros años. El hecho es que el premio Nobel que recibió hace mención de sus méritos en la realización de trabajos decisivos en el estudio de la conductividad de los gases. Esto es absolutamente cierto y todos los que hayan trabajado en la medición de las radiaciones ionizantes mediante detectores llenos de gas son deudores de la obra ingente de Thomson y de sus sucesores.

No es fácil resistirse a reproducir aquí la dedicatoria que hizo Leonard B. Loeb de su monografía "Fundamental processes of electrical discharges in gases", publicada en 1939:Este libro está dedicado humildemente al brillante grupo de investigadores jóvenes, incluido su jefe, que trabajaron en el Cavendish Laboratory bajo la dirección de Sir J.J. Thomson en la última década del siglo pasado y la primera del actual, desde que se descubrió el electrón, cuya investigación fronteriza contribuyó tanto a establecer los principios de la conducción eléctrica en los gases, a saber: Ernest Rutherford, J.S. Townsend, Paul Langevin, J.A. Mc Clelland, H.A. Wilson, R.J. Strutt, O.W. Richardson, J. Zeleny, C.G. Barkla, N.R. Campbell, T. Lyman, R.K. Mc Klung, G. Jaffe, J.E. Almy, R.S. Willows, A. Wood, G. Monkman, J. Henry, W.C. Baker, J.A. Cunningham, J.E. Durack y J. Patterson.

La prueba más palpable de que J.J. Thomson debió de ser un profesor excelente, es que en esa lista hay nada menos que siete premios Nobel, aunque cuando se quiere disminuir su mérito como tal -ya se sabe que la naturaleza humana tiene esas debilidades- se suele alabar con exceso su capacidad como cabeza administrativa del Cavendish Laboratory. Ocupó ese cargo durante sus años más fructíferos, pero no solamente administraba los proyectos de investigación sino que era un buscador de financiación. Consiguió dos ampliaciones de los edificios, partiendo de las cuotas de los estudiantes, porque tenía poca ayuda de la Universidad o de los Colegios.

Excepto por una pequeña participación en las subvenciones del gobierno, dirigidas a todas las universidades en general, y a todas las ramas de la ciencia, el Cavendish no se benefició ni del gobierno ni de las fundaciones caritativas o de la industria.

Sir Joseph John Thomson murió en Cambridge el 30 de agosto de 1940, una fecha que merecería ser más recordada por esta perdida que por marcar el momento que podría llamarse la inflexión hacia la derrota de la Luftwaffe en la que se conoce como la batalla de Inglaterra.


C. Enrique Granados
http://www.sefm.es/revista/boletin6/Thompsom.html



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Foro de Opinión: Biografia de J.J. THOMSON, el Padre del Electrón, premio Nobel

 1..1 de 1 Opiniones
aqui no sale que gases uso en su experimento para probar su teoria atomica.....¿podrian poerlos?
nikchi
[20/6/2008] 0:58 Hrs.


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