¿Quién descubrió el electrón? ¿Se trata de la historia de una aventura científica o de una competencia deportiva?
Desde la pregunta del Principito “¿Qué es una flor?”, hasta el desvelar de los misterios del universo, la búsqueda de la verdad siempre atrajo a los más grandes pensadores. Y son justamente los grandes científicos quienes logran, cada vez más, descubrimientos científicos que marcan profundamente nuestra historia. El descubrimiento del electrón es uno de esos hitos que marcaron un antes y un después en el progreso de la humanidad, permitiéndonos entender el mundo que nos rodea con mayor precisión.
El 30 de abril de 1897, Joseph John Thomson (1856-1940) anunció el descubrimiento del electrón (aunque él no lo llamó así, lo llamó corpúsculo) en una conferencia impartida en la Royal Institution de Londres, con un aparato construido en su Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge.
Muchos científicos contribuyeron a este descubrimiento. Él fue el primero que realmente puso en evidencia la existencia del electrón, pero no fue el único. En 1874 el irlandés George Johnstone Stoney propuso que los átomos estaban compuestos por unidades elementales de electricidad, y en 1881 inventó el término “electrón”.
El descubrimiento de Thomson fue posible gracias a los experimentos realizados con tubos de rayos catódicos, cuya investigación había comenzado en 1879 por William Crookes (1832-1919). Crookes descubrió que los rayos catódicos podían ser desviados por campos magnéticos y eléctricos, indicando que tenían carga eléctrica negativa.
En ese momento, se había establecido la teoría atómica de Dalton (1776-1844), que suponía que los átomos eran indivisibles. Thomson demostró que esta teoría no era correcta al descubrir partículas subatómicas cargadas negativamente en todos los átomos.
De hecho, Thomson recibió el Premio Nobel en 1906 por esta línea principal de trabajo; las investigaciones sobre la conducción eléctrica en tubos llenos de gas.
Un corredor de obstáculos
Esta historia comienza en 1879, cuando William Crookes inventó el tubo de rayos catódicos y descubrió su propiedad para desviarse al aplicarles campo magnético o eléctrico. Estas descargas eran utilizadas para producir luz artificial y “efectos luminosos”.
J.J. Thomson tomó un paso más allá iniciando sus experimentos con tubos de rayos catódicos para resolver algunas preguntas acerca de la naturaleza de la electricidad. Estas investigaciones se extenderían desde 1896 hasta 1899.
En enero de 1897 realizó el famoso experimento con la colocación del electrón dentro del tubo (analizando cargas eléctricas cambiando dirección en campos magnéticos). El resultado final fue la demostración de que todos los átomos contienen pequeñas partículas negativamente cargadas llamadas electrones.
Un duelo a toda velocidad
A mediados del siglo XIX se llevaron a cabo muchas competiciones entre científicos para conseguir una medición precisa de la cantidad (carga) del electrón, pues comenzaba a ser evidente que se trataba de una partícula elemental. Los principales contendientes fueron Robert A. Millikan y Ernest Rutherford ambos recibieron notable fama por sus trabajos en este campo.
Millikan fue el primero que logró determinar con precisión la carga del electrón en 1909. Utilizó un dispositivo complicado que midía las propiedades eléctricas del gas rarefaccionado en un tubo cuando se le aplicaba altas tensiones. A partir del medio siglo XIX se lograron grandes avances en el campo electromagnético con numerosas investigaciones sobre los campos eléctricos, electricidad estática, electrodinámica y calor específico.
El ganador: Robert A. Millikan
Sin embargo, Millikan fue quien consiguió finalmente lo que todos buscaban; su experimento revolucionario para calcular con precisión la carga del electrón fue publicado entre 1909 y 1913 y consiguió un resultado casi idéntico al aceptado hoy en día. Aunque hasta entonces había sido cuestionado por algunos colegas, intuyeron que su experimento sería exitoso y fue así como se coronó ganador al conquistar el tanto en este duelo científico.
¿Fue un descubrimiento?
Jaume Navarro, autor del libro historia del electrón (Cambridge University Press, 2012), sugiere: ”La palabra ‘descubrir’ es problemática”. Es posible que visto desde este punto de vista, Thomson no sea el descubridor del electrón sino más bien aquel que puso fuertemente en evidencia su existencia. Un aporte importante sin lugar a dudas para la humanidad.
Trabajo en equipo
En esta larga búsqueda para comprender los misterios del átomo participaron un gran número de destacados científicos. Esta búsqueda siempre fue resultado de esfuerzos conjuntos. Por ejemplo, Ernest Rutherford, profesor en Manchester y después en Cambridge, quien pudo mejorar significativamente las ideas generales sobre átomos en 1909 mediante su famoso “Experimento con lámina de oro”.
Conclusiones
Hoy sabemos significativamente más sobre el interior del átomo gracias a todos aquellos grandes pensadores que participaron durante décadas y siglos para desvelar los misterios del universo.
J.J Thomson, junto con otros grandes científicos como Rutherford o Millikan, lograron avances que definen cada vez más nuestro mundo contemporáneo.
El descubrimiento del electrón abrió nuevos caminos al progreso humano, marcando un hito histórico sin precedentes para hacer hermosas las matemáticas y la física ayudándonos a conocer mejor nuestro entorno.
