El hombre que vio el interior del átomo

Estructura atómica básica

Tom Feliden
BBC Ciencia

"Estamos celebrando algo muy importante: nada menos que el nacimiento de la física moderna".

Con estas palabras empezó la conferencia para marcar el aniversario de los cien años desde que Ernest Rutherford describió el átomo.

El estatus de Rutherford dentro de la comunidad científica nunca ha sido puesto en duda, pero el fisico y autor Graham Farmelo piensa que el padre de la física nuclear merece un reconocimiento más generalizado.

Ernest Rutherford

"El descubrimiento de la estructura del átomo que hizo Rutherford es uno de los grandes descubrimientos del siglo XX, a la par con la descripción de (Francis) Crick y (James) Watson del ADN".

Para entender la razón por la cual Rutherford inspira ese tipo de elogios superlativos, hay que retornar al principio del siglo pasado, a un período en el que Joseph John Thomson estaba descubriendo el electrón mientras que Henri Becquerel se ocupaba de investigar las propiedades de la radioactividad. Un período en el que el modelo de "pudín de pasas" -como se le decía al Modelo Atómico de Thomson- todavía imperaba.

Del pudín al planetario

Trabajando con Hans Geiger y Ernest Marsden en Manchester, Rutherford (quien ya había recibido el Premio Nobel de Química por sus estudios sobre la transmutación de los átomos) diseñó un experimento en el que se bombardeaba una delgada lámina de oro con partículas Alfa.

La mayoría de las partículas la traspasaban sin problema pero, de tanto en tanto, una de ellas era desviada hacia una placa fosforecente. Fue una observación asombrosa y a Rutherford le tomó casi dos años explicarla.

Como recordó más tarde, "fue como si uno disparara un proyectil de 15 pulgadas contra papel de seda y rebotara".

Rutherford se dio cuenta de que la masa de un átomo no podía estar distribuida uniformemente -como sugería el modelo del pudín de pasas- sino más bien concentrada en el centro. Sólo un núcleo denso y sólido podía tener la masa para causar la deflexión de una energética partícula Alfa disparada en su dirección.

El informe resultante, "La dispersión de las partículas alfa y beta por la materia y la estructura del átomo", fue publicado en el Magazine Filosófico hace cien años.

El primer ladrillo cuántico

Es ese salto intuitivo de Rutherford a un nuevo modelo "planetario" del átomo -en el que los electrones orbitan un nucleo central sólido- lo que Graham Farmelo califica como una de las perspectivas más profundas de la ciencia del siglo XX.

"Él fue la primera persona que vio el átomo como una extraña estructura con casi toda su masa concentrada en un diminuto centro que él llamó núcleo. Sobre esa idea fundamental hemos construído todo el edificio de la comprensión cuántica del átomo".

El físico nuclear Jim Al-Khalili comparte esa apreciación de la visión de Rutherford.

"A pesar de que la ciencia realmente no funciona de esa manera, uno siempre puede resaltar momentos maravillosos en los que ocurre un enorme avance: Galileo apuntando un telescopio en dirección al cielo; Hooke mirando a través de un microscópio y dibujando una pulga. Rutherford describiendo la estructura del átomo es uno de esos momentos cruciales".

Homenaje centenario

Por qué el nombre de Rutherford no forma parte del selecto grupo de científicos cuyos logros trascendieron su propia disciplina, incorporádolos a la conciencia pública, sigue siendo un misterio. La comparación obvia es con el gran físico teórico de principios del siglo XX Albert Einstein.

Pero queda todavía una posibilidad de que Rutherford adquiera la fama que por sus logros merece. El experimento de estrellar átomos que diseñó nos dio la estructura básica del átomo.

Cien años después, otro experimento de estrellar átomos -aunque con una máquina mucho más poderosa: el Gran Colisionador de Hadrones- está intentando completar la historia con el descubrimiento del bosón de Higgs.

Sería un tributo apropiado para un gran científico que los físicos de Cern lograran su cometido en el año en el que se cumple un siglo del experimento de retrodispersión de Rutherford.

Lunes, 6 de junio de 2011