Acerca de la hipótesis del electrón (1)

A finales de abril pasado les escribía sobre "uno de esos días que cuentan". En esa ocasión, aquél en el que el físico británico Joseph John Thomson (1856-1940), cuando pronunciaba una conferencia en la Royal Institution de Londres, anunció que los rayos catódicos estaban constituidos por unas partículas cargadas a las que, con el tiempo, se les llamó electrón.

También les decía que éste del electrón era uno de esos casos en los que la teoría iba por delante de la práctica, es decir, que ya existía un concepto científico del mismo, antes de que se descubriera la partícula física.

Bueno pues de esta parte anterior de su historia (precuela) es de la que les voy a escribir ahora, la del pronunciamiento de la hipótesis del electrón, que tuvo lugar cinco (5) años antes, en junio de 1892. Y que nos llegó de la mano del físico neerlandés Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928), años después galardonado con el Premio Nobel de Física en 1902.

Estamos pues celebrando el ciento veinticinco (125) aniversario de la hipótesis del electrón. Lo que está muy bien, aunque del electrón no fue exactamente. Pero eso se lo cuento después.

Hipótesis del electrón: una teoría de la materia

Les decía que muy bien porque en dicha hipótesis, lo que terminaría llamándose electrón, no era sólo una supuesta e intrigante partícula fundamental primero y, también, elemental después. No, era algo más, de hecho bastante más.

Su concepción la convertía en la base o piedra angular de una más que prometedora y ambiciosa teoría explicativa de toda la naturaleza, que es como decir de toda la realidad conocida.

A partir del trabajo de 1892, Lorentz y sus discípulos se dedicaron a aplicar esas ideas para explicar todas las propiedades de la materia conocidas hasta el momento. Desde la conducción de la electricidad y el calor hasta el comportamiento dieléctrico, pasando por la reflexión y la refracción de la luz, entre otras.

Y sin pretenderlo con dicha hipótesis ponían los cimientos de nuevas y emergentes disciplinas científicas que ya se imaginan: electrónica, ciencia de materiales, etcétera. Una hipótesis que pasó a ser teoría cuando en 1897, J. J. Thomson demostró de forma empírica la existencia del electrón.

Podríamos decir que el paso de hipótesis a teoría fue como un embarazo algo largo, cinco (5) años si echa las cuentas, pues la idea fue concebida en 1892 y el parto no tuvo lugar hasta 1897. Y claro que en el ínterin pasaron cosas, lo normal en todo embarazo.

Empezando por las relacionadas con el nombre de las “partículas cargadas” que cambiaron en poco tiempo. Portadoras de la carga eléctrica de la materia y responsables del fenómeno de la electricidad, en 1895 Lorentz las llamó “iones”, pero tan solo cuatro años después, en 1899, fueron bautizadas con el de “electrones”. 

Vamos que en puridad, lo que Thomson descubrió fueron los “iones” de Lorentz, no los “electrones”. Perdonen el juego de palabras.

Y continuando con basamento teórico que exigía y la influencia práctica que tendría esta creativa idea del neerlandés.

Electrón y electromagnetismo

La teoría del electrón Lorentz aparece en su trabajo “La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants (1892)” en el que aplica la Teoría Electromagnética de Maxwell (TEM) a una carga en movimiento en el interior de un campo electromagnético, y donde aparece la magnitud ahora conocida como fuerza de Lorentz.

Esta teoría abogaba además por la existencia de un éter estacionario, cuyas vibraciones transversales sustentaban el campo electromagnético, y de la materia ordinaria formada por moléculas que contenían las susodichas “partículas cargadas” fundamentales y elementales. (Continuará)