octubre 11, 2004

El electrón es como esos magos que nos dejan ver los conejos que sacan de su sombrero de copa, pero no nos dicen en qué consiste el truco

La Ciencia Amena. Arístides bastidas.
Un día tal como hoy, 11 de Octubre de 1983


Si aumentamos cien billones de veces el diámetro de un núcleo, la primera capa de electrones estaría a 2 centímetros del mismo; la segunda, a 8 cm; y así suscesivamente, hasta llegar a la quinta, que estaría a medio metro. (Rep. Trujillo)


No es muy exacta la comparación según la cual, los electrones vuelan en torno del núcleo como las abejas alrededor del panal. Las vueltas de las abejas en torno al panal son pocas, tienen un trazado caprichoso y los insectos terminan por meterse en él. Las vueltas de los electrones son interminables, describen círculos perfectos en torno del núcleo y jamás caen en su interior. Además, las vueltas de las abejas no pasan de un metro por segundo: Las de los electrones en torno del núcleo suelen ser de 2.500 kilómetro por segundo. Esto sin contar que en los casos en que disponen de suficiente energía, pueden darse el lujo de empatar una carrera con la luz a las velocidades máximas que ella desarrolla en el vacío.

Gracias a Wolfgang Pauli, la física supo que los niveles de energía de los electrones están en proporción directa a las distancias que los separa del núcleo atómico. (Rep. Amílcar)

Hasta 1911 los físicos estuvieron confusos con respecto al lugar que el electrón ocupaba en el tiempo. Sabían que estaba allí, pero no podían ubicarlo. Las admirables investigaciones realizadas en un espacio infinitesimal e inconcebible, permitieron al fin localizarles lo que pudiera haber sido su escondite. Los físicos teóricos Bohr, Moseleu, Puali fueron los descubridores del funcionamiento del electrón en el átomo. Resultó ser la primera cosa provista del don de la ubicuidad, pues podría estar en un sitio y casi simultáneamente en todos los restantes de la órbita fina que tocaba circular. Posteriormente se supieron dos cosas que iban a determinar una concepción más precisa de la estructura de átomo.

Primero, que las órbitas estaban a diferentes distancias del núcleo atómico. Aquello era como si las distintas pero muy precisas distancias del panal hubiera grupos de abejas describiendo siempre las mismas órbitas. Pero estas abejas son más disciplinadas que los antiguos batallones de soldados prusianos. En la órbita más cerca del panal estarían sólo dos, pues no habría sitio para nadie más. En las órbitas de los siguientes niveles del panal, podría haber un máximo de 8 abejas en la segunda; de 18 en la tercera; de 32 en la cuarta; de 50 en la quinta; 72 en la sexta y así sucesivamente.

El lector se ha dado cuenta por supuesto, de que estas abejas siguen representando a los electrones y de que el panal sigue simbolizando al núcleo. Otro hallazgo no menos notable fue el de que las órbitas no eran los círculos concéntricos que podemos trazar sobre el papel con un compás. Eran como aros de diferentes diámetros dispuestos contra los diversos lados de una esfera transparentes. En los años veinte esta subsección del microcosmos era examinada por los científicos con la pericia de un baquiano que no conoce toda la selva, pero sabe las veredas por donde puede cruzarla sin perderse a fin de descubrir las demás cosas que se ocultan de ella.

Se dieron cuenta de que aunque los electores comprenden una masa tan insignificante que no llega ni siquiera al 0,1% del átomo, su contenido en carga eléctrica era proporcionalmente igual pero a la inversa, del que había en el gigantesco núcleo. Notaron también que la capa exterior nunca tiene más de ocho electrones, aunque en las extremidades las haya con un número varias veces superior. Cuando esa capa menos de ocho electrones tienden a completarse tomando electrones ajenos. Es típico el ejemplo de que los siete electrones de la capa exterior del cloro se apropian del único electrón de la capa exterior del sodio, para constituir la sal, culpable sin quererlo de que la gente se vuelva barrigona o sufra hipertensión arterial.

Los físicos encontraron que cuando un electrón decidía mudarse a una órbita inferior o cuando estaba a punto de caer dentro del núcleo, adoptaba una decisión sabia y prudente. En ambos casos deshacía de la energía sobrante, engendrando luz. Pero un electrón que absorbía luz en una capa inferior ascendería hacia las superiores, aunque no por la vanidad de los nuevos ricos que buscan asiento en el Country club, mil indulgentes lectores habrían advertido que así el entendimiento humano supo afín de que modo se podía absorber luz o produciría. Es mucho lo que hemos aprendido del electrón, pero las maravillas que nos sigue obsequiando de en la electricidad que generamos, en el transporte de imágenes en menos de un segundo, de una cara a la otra cara de la tierra, en los fantasmales cálculo de las computadoras no hacen ver que estamos apenas en la comprensión de las primeras letras de un alfabeto, que no tiene 29 como las del castellano, sino millones de ellas.

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