HISTORIA DEL ATOMO. 3 – EL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD

by Encke

Dos de los hombres más extraordinarios en la historia de la ciencia trabajaron en el departamento de física de la Universidad de Manchester entre 1911 y 1916. Eran Ernest Rutherford y Niels Bohr, dos personalidades muy diferentes y nada colaboradoras.

Rutherford procedía de una parte lejana de Nueva Zelanda y creció en una granja. Era fundamentalmente un experimentador. Amaba la tecnología y realizaba experimentos ingeniosos con baterías, bobinas, imanes y rocas radiactivas. Pero también fue bendecido con una profunda intuición.

Bohr nació en Copenhague, era rico y erudito, prácticamente un aristócrata. Era un gran teórico. Para el, la ciencia consistía en profundos pensamientos abstractos y matemáticas. Sus herramientas eran la pluma, el papel, la tiza y la pizarra. La lógica era su camino hacia la verdad.

Aunque sus enfoques de su trabajo no podrían haber sido más diferentes, tenían una cosa en común. Estaban dispuestos a zanjar tres siglos de convencionalismo científico si no encajaba con lo que, a su juicio, era verdad. Eran auténticos revolucionarios.
Rutherford y Bohr fueron dos de las más extraordinarias mentes producidas por la raza humana. Pero, la investigación del átomo les forzó a desplegar toda su tenacidad, inspiración y brillantez.

En 1907, Ernesto Rutherford se hizo cargo del Departamento de Física en Manchester. Este fue un periodo de cambio trascendental en la ciencia. Poco más de diez años antes, en Alemania, se realizó la primera demostración de unos rayos extraños que podían atravesar la carne y permitir ver los huesos. Estos rayos eran tan inexplicables que los científicos no sabían cómo llamarlos. Así que fueron llamados rayos X.

Un par de años después, en Cambridge, se demostró que corrientes eléctricas potentes podían producir extraños haces de diminutas partículas cargadas que brillaban que fueron llamadas electrones.

Y en 1896 en Paris, se realizó el descubrimiento más importante de todos. Uno que, más que ningún otro, desbloquearía los secretos del átomo. El metal de uranio emitía una extraña y poderosa energía que se denominó radiactividad. Parecía ciencia ficción. Los metales radiactivos estaban calientes al tacto. Podían incluso quemar la piel. Y los rayos atravesaban la materia sólida como si esta no estuviese presente. Realmente fue una maravilla de la edad moderna.

Rutherford estaba obsesionado con la radiactividad. Todo tipo de preguntas le atormentaban. ¿Cómo se formaba? ¿Porque adoptaba formas distintas? ¿En qué medida podría viajar a través del vacío o del aire? ¿Alteraría el material que atravesaba?

En Manchester, junto con sus colaboradores, Hans Gegser (famoso por el contador Geiger) y Ernest Marsden, concibió una serie de experimentos que sondeaban el enigma de la radiactividad.

1909, Universidad de Manchester. Estos son los componentes:

• Pan de oro, golpeado hasta acabar teniendo unos pocos átomos de espesor.
• Una pantalla fosforescente móvil que destelleaba cuando las ondas radiactivas incidían en ella.
• Y dentro de una caja estaba la atracción estrella. Una pequeña pieza de metal de radio.

El radio es una fuente extraordinariamente poderosa del tipo de radiactividad que Rutherford había llamado rayos alfa. No eran realmente rayos. Se parecía más a un flujo constante de partículas. El radio generaba estas partículas como una ametralladora que nunca se quedaba sin balas.

Rutherford propuso a sus alumnos una simple tarea. Usar la pistola de radio. Disparar los rayos alfa hacia la lámina de oro y con la placa fosforescente, contar el número de partículas que procedían del otro extremo. En la práctica, esto significaba sentarse solo en la oscuridad y contar los pequeños, casi invisibles, destellos en la pantalla fosforescente. Era muy tedioso, pero Rutherford insistió.

Pasaron semanas y el equipo de investigadores no encontró nada inusual. Las partículas alfa parecían atravesar la lámina de oro casi como si no estuviese allí. Muy de vez en cuando, se desviaban ligeramente de su trayectoria. Pero esto no fue todo.

Algo ocurrió en la observación que tuvo grandes consecuencias en la historia de la ciencia. Algo que cambio el mundo. Rutherford se encontró en un pasillo con su ayudante Geiser. Este le informo de que hasta el momento no habían visto nada inusual. En respuesta, Rutherford podría haber asentido y seguir su camino, pero no lo hizo.

Más tarde afirmo que lo que dijo en ese momento, lo dijo por decir. Pero es difícil creerle. Rutherford tenía una gran intuición científica y creo que tenía una corazonada de que algo estaba a punto de suceder. Esto es lo que le dijo a Geiger:

“Dígale al joven Marsden si puede detectar partículas alfa entre la lámina de oro y la fuente de radio”.

En otras palabras, comprobar si alguna partícula alfa rebota en la lámina. Es una extraordinaria sugerencia de Rutherford pero no era lógica. Después de todo, Geiger y Marsden pasaron semanas viendo que las partículas alfa atravesaban el pan de oro, casi como si no estuviese allí. ¿Porque tendrían que rebotar?

Sin embargo, Geiger y Marsden eran jóvenes y temían al gran neozelandés. Hicieron lo que su maestro les pedía y volvieron al oscuro laboratorio y esperaron pacientemente. Durante días, no vieron absolutamente nada. Tenían los ojos tensos hasta el punto de la miopía, pero no vieron ni una sola partícula alfa rebotar en el oro. Parecía que la sugerencia de Rutherford era realmente estúpida. Pero entonces ocurrió lo imposible.

Continuará...