Soy un electrón

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Seguramente has oído hablar de mi… pero te advierto que todo lo que crees saber sobre mí, no es en realidad como piensas.

¿Has visto figuras como ésta? ¿un núcleo con pelotitas girando alrededor?

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Pues… lo siento. No soy como me dibujan.

Te contaré mi historia, para que puedas comprender lo que soy realmente:

Todo comenzó el día que “me descubrieron”… o mejor dicho, el día que les permití detectarme.

Fue allá por 1859… hace casi 150 años, cuando un físico alemán notó un brillo muy particular en un tubo que contenía un gas a muy baja presión, si se exponía a un voltaje elevado entre sus extremos.

Todavía recuerdo la cara de asombro cuando se percató de que ese brillo se “movía” cambiando de forma y posición si se le acercaba un imán.

  • ¿Qué era es tenue luz que podía manipularse como si fuera algo físico?

¡Qué tiempos aquellos! Cualquier truco que se me ocurriera hacer, dejaba absortos a los científicos de la época… como cuando se percataron de que mi “luz” era capaz de producir una sombra si se interponía un objeto en mi camino!

Los llamaron “rayos catódicos”, y aunque no tenía idea que lo importante que serían en el futuro, se dieron cuenta que ese brillo no era solamente una “luz” sino que era algo mas concreto, pero que desconocían.

  • ¿Qué era ese brillo realmente?
  • ¿de donde provenía?
  • ¿porqué me movía?
  • ¿era yo una radiación, un átomo, una molécula, o algo diferente y desconocido?

Hasta creyeron que yo era en realidad ¡“un cuarto estado de la materia”!

Escuché por allí que sir Arthur Eddington en un alarde de imaginación, cuando le preguntaron qué eran los electrones, respondió:

«Algo desconocido que hace no sabemos qué».

Esa era la realidad en aquellos días… ¡me habían descubierto! pero no tenían idea de qué era, de donde venía, ni mucho menos para qué podía servir…

Las preguntas eran muchas, pero poco a poco fueron encontrando las primeras respuestas. Es curioso que aquellos primeros razonamientos humanos sobre mi naturaleza fueran bastante alejados de mi verdadera esencia, pero sin embargo, se las ingeniaron para crear modelos matemáticos que representaran fielmente lo que les mostraba en las investigaciones.

Algunos experimentos fueron divertidos:

  • Vieron que me movía en línea recta, pero cuando me acercaban un imán, cambiaba mi trayectoria por curvas… me dirigía hacia el imán si me acercaban el polo positivo, pero me alejaba si acercaban el polo negativo. De esa manera les hice notar que tengo carga eléctrica, y que mi carga es negativa.

Bueno… “negativa” es un nombre arbitrario, ya que simplemente vieron que me acercaba al polo del imán que arbitrariamente antes habían llamado “positivo”. Si los polos del imán hubiesen tenido los nombres invertidos, yo hubiese sido “positivo” en lugar de negativo… es solo un nombre que usan convencionalmente para decir que tengo carga eléctrica.

  • Otro experimento interesante fue cuando se dieron cuenta que tenía masa… nunca pensaron que un “brillo”, una “luz” pudiera tener masa, pero cuando pusieron una diminuta ruedita con aspas frente a mi, hice que se moviera!

En cada experimento que hacían les permitía conocer algo nuevo… y poco a poco se hicieron una idea de mi… bastante extraña!

Pensaron que era una partícula (como una pequeña pelotita minúscula), que estaba cargada y tenía masa… entonces, decidieron pesarme.

Sorprendentemente, vieron que la relación entre mi carga y mi masa era independiente del material del filamento con el que me producían!

Así pudieron “pesarme”: conociendo la relación entre mi masa y mi carga, solo necesitaban medir la carga para determinar mi minúscula masa.

Grande fue la sorpresa cuando vieron que, aunque tenía masa, la misma era miles de veces menor a la del elemento mas liviano conocido en aquella época: El ión Hidrógeno.

Entonces se convencieron de que yo era algo diferente, único, totalmente fuera de lo conocido.

  • Me llamaron “electrón” homenajeando a aquellos antiguos griegos que se sorprendían viendo que al frotar una pieza de ámbar al que llamaban ἤλεκτρον (ēlektron), podían atraer las plumas o las briznas de paja seca.

Rápidamente lograron relacionarme con la electricidad, ese “flujo” de energía que conocían, pero no entendían del todo, y con el magnetismo, presente en los imanes.

Con los años, ya finalizando el siglo XIX, los científicos humanos descubrieron la radiactividad, encontrando materiales que emiten radiación y partículas naturalmente, sin estar expuestos a ninguna energía, y vieron que la emisión de partículas que se producían eran distintas… algunas eran más penetrantes y otras menos. Las llamaron “partículas alfa” y “partículas “beta”. No tardaron mucho en darse cuenta que las llamadas “beta” en realidad eran “electrones”… allí estaba yo nuevamente para sorprenderlos.

Eso les permitió aceptar lo obvio: Yo formaba parte de los átomos.

Amanecía el Siglo XX y yo sería el rey de la escena.

Una de las cosas que más me sorprende de los humanos es su inventiva e ingenio para desentrañar misterios: Cuando hicieron la primera medida relativamente exacta de mi carga eléctrica, usaron un método que ni yo hubiera imaginado… una gota de aceite!

Aunque el resultado no era del todo correcto, no deja de ser una elegante manera de quitarme un secreto!

Incluso pronto encontraron la forma de seguir mi rastro mientras hacía mis piruetas entre los campos magnéticos! mediante otro experimento me hacían mover entre la niebla y de esa forma podían descubrir mi trayectoria… Mientras yo me divertía con los experimentos, los humanos quedaban fascinados con sus descubrimientos… eran buenos tiempos!

Pero aún así estaban equivocados… en aquellos días creían que había dos “cosas” en el universo subatómico… las “ondas” y las “partículas”… y describían todos sus experimentos en base a estos dos conceptos.

Pero un día llegó un alemán, y puso todo patas para arriba. Demostró de una manera realmente simple que onda y partícula solo son dos caras de la misma moneda, explicando fantásticamente cómo los fotones pueden comportarse como unas u otras independientemente… y más aún, pronto descubrieron que los fotones eran ambas cosas simultáneamente.

Todo cambió desde entonces… De pronto, la realidad se volvió inesperadamente difusa para los científicos, y comenzaron a dudar de todo lo que “sabían”.

No pasó mucho tiempo hasta que un francés si hiciera la pregunta correcta…

  • “Si las ondas de luz pueden comportarse como partículas, ¿es posible que las partículas (por ejemplo, los electrones) puedan comportarse como ondas?”

Su argumento era simple, pero perturbador:

– Las partículas tienen energía y cantidad de movimiento.

– Las ondas tienen frecuencia y longitud de onda

¿podrían conectarse esas propiedades aparentemente tan distintas?

Ni siquiera necesitó hacer experimentos… un sencillo, casi elemental cálculo matemático le permitió descubrir lo inesperado:

  • La cantidad de movimiento de una partícula está siempre relacionada con una longitud de onda… es decir, ¡descubrió que era perfectamente posible que una partícula se comporte como una onda!

Los experimentos no se hicieron esperar, y… adivinen con quienes los hicieron… obviamente, con electrones!

Y allí estaba yo, nuevamente divirtiéndome y mirando los rostros absortos de los humanos!

Esos experimentos explicaron una de las preguntas sin respuesta que tenían los grandes científicos de principios del Siglo XX:

  • ¿Por qué los electrones se encuentran en los átomos en órbitas determinadas, separadas entre sí, y nunca en lugares intermedios?

Eso que no se podía explicar considerándome partícula, era simple y obvio al considerarme una onda

Yo solo podía ocupar órbitas que tuvieran un número entero de longitudes de onda.

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Una respuesta tan simple, y nadie la había imaginado!

Si no fuera por aquél francés inquieto, no se cuánto tiempo mas hubieran tardado en descubrir mi secreto.

Pero bueno, ya sabían casi todo de mí. Sin embargo no se contentaron con saber mis secretos, entender que estaba en todos lados, en los átomos, en la electricidad, en los imanes, hasta en los rayos o las auroras, sino que decidieron manipularme.

Entonces comenzaron a aparecer los ingenieros (esos humanos que quieren encontrarle utilidad a todo) y en poco tiempo estaban haciéndome trabajar en miles de dispositivos diferentes… no solo desarrollaron la electricidad, la iluminación, la radio o la televisión, sino que inventaron la “electrónica” donde me usan para cosas que ni yo mismo sabía que podría hacer…

Primero fueron las válvulas de vacío, luego, los diodos, los transistores, los circuitos integrados, los semiconductores, las puertas lógicas, y con ellos miles de pequeños engendros que me hacen acelerar, frenar, ir por un camino, luego por otro…

Con el tiempo inventaron cosas increíbles, como microscopios para poder “ver” conmigo cosas del tamaños imposibles de ver con los fotones, o los LEDs, que producen una luz intensa y fría, casi sin gasto de energía, luego inventaron los microprocesadores… en fin, desarrollaron millones de aplicaciones distintas utilizando mis propiedades…

Hoy estoy en los bolsillos de cualquiera, en cualquier dispositivo que se les ocurra imaginar…

Creo que ya no es divertido. Esto ya es un trabajo pesado.

Extraño aquellos tiempos de diversión y asombro donde los científicos jugaban conmigo mientras descubrían el mundo… ¡detesto a los ingenieros!

Pero aún no te dije lo que soy… y como te dije antes, no soy lo que piensas:

¿Recuerdas cómo empezó todo? Primero te dijeron que era una partícula… luego que era una onda… luego que ambas cosas al mismo tiempo… pero en realidad, soy más extraño aún.

  • Yo soy, como todo lo que existe, junto a otras entidades, solo una perturbación en los diversos campos que permean el espacio-tiempo. Me puedes encontrar interactuando con algunos de ellos, aunque soy indiferente a otros, pero allí estoy.
  • Formo parte de algo que tus más encumbrados científicos están apenas empezando a comprender. Algo que ni siquiera puedes imaginarte, pero que da la esencia misma a eso que llamas “universo”.
  • Estoy aquí desde el origen de los tiempos… y permaneceré por siempre, mientras un átomo exista… si yo no existiera, no existiría la materia, ni tú mismo.
  • Soy, junto a esas otras entidades, uno de los arquitectos del cosmos… moviéndonos frenéticamente por siempre, para hacerte creer que existe la materia, para que puedas percibir el mundo, tocarte, verte… y sentir que eres real, aunque no estés muy seguro de qué significa eso que llaman “realidad”.

Bueno, no te asustes… ya llegará el día que lo entiendas.

Hey!… ¿te puedo pedir un favor?

Cuando termines de leer esto, apaga un rato el aparato… necesito descansar.

Te estaré agradecido.

Este artículo nos lo envía Daniel Hazeldine. Ingeniero químico de profesión, docente por vocación, divulgador por pasión.Vive y hace docencia en un colegio técnico en una pequeña ciudad del interior de Argentina. Podéis visitar su blog Curioseantes y seguir sus actualizaciones en su twitter @curioseantes.

Puedes leer todos los artículos en Naukas de la peculiar y personal serie “Soy…” de Daniel en este enlace.


36 Comentarios

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Ángela

Gracias por explicar el tema de esta manera tan creativa y con ese toque de humor. Con este tipo de explicaciones cualquier persona tendría ganas de seguir aprendiendo… :)

Antonio GarcíaAntonio García

No publicar. Corrige “un tubo conteniendo” por un “tubo que contiene”. Se te ha pegado una construcción gramatical del inglés. El gerundio inglés se traduce normalmente por “que + verbo en modo indicativo”.
De nada.

Curioseantes

Todos los días se aprende algo.. 😉
Seguramente los editores se encargarán de corregir el detalle.
Yo no puedo editarlo.
Gracias!

Antonio GarcíaAntonio García

No publicar.
¿Radioactividad? Mejor “radiactividad”.
No confundir simplicidad con “simpleza”. Una simpleza es una necedad.
Copio pego del diccionarios.com:

simpleza

1 s. f. Modo de ser o comportarse la persona simple .
EJEMPLO: sabía que no era muy listo pero no creía que su simpleza llegara a tanto.
SINÓNIMO: mentecatez
2 Acción o palabras faltas de inteligencia, discreción o sentido.
SINÓNIMO: memez, necedad
3 Cosa simple, sin importancia .
EJEMPLO: no te preocupes, discuten por simplezas.
SINÓNIMO: bobada, insignificancia

PS Parece haber una enemistad entre vosotros los sudamericanos y la cultura general.

Curioseantes

Gracias nuevamente.
Cita: “Parece haber una enemistad entre vosotros los sudamericanos y la cultura general”.

No creo que sea enemistad sudamericana, sino que una lengua tan rica y profusamente diversificada por tantos países tiene modismos y variaciones en su uso cotidiano, de modo que seguramente sólo un mínimo de personas puedan hablarla con absoluta propiedad.

De hecho, entre tantos países de América tenemos miles de ejemplos de diferencias en significado de palabras, o de palabras distintas para el mismo significado.

Pero bien vale tu aclaración.
Pero nunca está de mas aprender…

josemasaga

No se me ocurre, Antonio García, peor y más insultante manera de corregir a alguien, sobre todo con ese “PS” final. Consulte en sus diccionarios el significado de “soberbio”, por favor.

¡Enhorabuena por el artículo, me ha encantado!

Curioseantes

Gracias josemasaga.
De todas formas, aunque el mensajero sea descortés, me quedo con el mensaje.
“En todos lados se cuecen habas” suelen decir.
Gracias nuevamente.

yaviyavi

Muy interesante y ameno!

Sobre los “errores”, por suerte el idioma se enriquece y evoluciona. Se entiende todo perfectamente. Si todos hablaramos igual vaya aburrimiento…

Curioseantes

Gracias!
Te asustaría conocer la cantidad de palabras que hemos “inventado” en latinoamérica.
Pero está bien que me corrijan… siempre es bueno aprender.

De hecho, si bien me esfuerzo, a veces se me dificulta dejar de lado mis “argentinísmos” y escribir en un castellano neutro, que pueda ser entendido por todos independientemente del país donde se lea.
para ello debo evitar todo tipo de regionalismos, giros idiomáticos y palabras que tal vez puedan ser mal comprendidas.

Es el precio que se paga (con gusto) al publicar en una plataforma tan importante para la lengua hispana como Naukas.

yaviyavi

Es que veo que hay el sentimiento de que el español bueno es el de España, cuando aquí se le meten patadas al idioma constantemente. Es de todos y de nadie. Nuestro patrimonio. Es que hay acentos que son mucho más bonitos que el castellano de meseta. Quedo a la espera de tu siguiente texto!

EloyEloy

Los pelos del brazo de punta.
Me encanta este tipo de divulgación con la que puedes verlo desde otra perspectiva.

EloyEloy

jajaj es una expresión (no sé si sólo se usa en España) para decir que algo te emociona. Aunque es cierto que tiene un significado un poco ambiguo.
Saludos

Curioseantes

Por estos rincones del planeta “poner los pelos de punta” se usa como expresión de pánico o temor profundo… o bien de algo muy irritante y molesto, que te enerva y altera.

Cosas del lenguaje…
Gracias nuevamente.

Javier SandonísJavier Sandonís

Buen artículo. Únicamente indicarte una corrección. Los imanes no tienen polos positivos o negativos que atraigan cargas eléctricas opuestas o repelan cargas del mismo tipo. Los polos se llaman magnéticos norte o sur, y su interacción con las cargas eléctricas es más compleja que una simple atracción o repulsión. Debido a los convenios adoptados en aquella época sobre la corriente eléctrica y el magnetismo se supo que la carga de los electrones era negativa porque su trayectoria se desviaba de una forma concreta en presencia de un imán. Evidentemente si el convenio de signos adoptado hubiese sido otro hoy hablaríamos de electrones positivos (y de protones negativos) aunque la física seguiría igual, sólo sería un cambio en la etiqueta que ponemos a las cosas.

LucianoLuciano

Efectivamente, la desviación de partículas cargadas mediante un imán se evalúa con la regla de la mano izquierda. El tipo de desviaciones descritas en el artículo sí que pueden lograrse con campos eléctricos, por ejemplo introduciendo el tubo de rayos entre las placas de un “capacitor de aire”. Los electrones se desviarán hacia la placa cargada de manera positiva desviándose de la negativa.

Tony.GTony.G

Mal. Muy mal por ese electrón que se va a descansar cuando mas interesante se estaba poniendo esto. 😀
Me he quedado con ganas de mas.

Jj

Simplemente, emocionante, gracias por este artículo, me recordó todo lo que estudie en mi epoca, me uviese gustado que me lo uviesen explicado de esta forma, y sobre esto haver investigado un poco en las cñases de física básica.
Se entiende perfectamente si no lo lees analizando las composiciones gramaticales.

Con tu permiso lo comparto en las redes de G+ ya que me ha encantado, si no quieres,házmelo saver. Pero cosas hasin necesitan ser conocidas y hacercarselas al público que no ha querido saver nada de física básica.

Rafael MarquezRafael Marquez

Me encanto el artículo, me gusta la combinación entre ciencia y humor, es una manera divertida de aprender. Todavía tengo 16 años pero cuando termine la secundaria pienso continuar estudiando Física en la universidad gracias a la inspiración que me dieron estos artículos. Un saludo desde Argentina.

Curioseantes

Gracias Rafael!
Es muy lindo servir de inspiración a alguien tan joven e interesado en las ciencias.
De hecho, somos compatriotas, ya que también yo vivo en Argentina.
😉

brancobranco

para un próximo viaje con el electrón , no estaría de más , leer sus impresiones cuando está absorbiendo y emitiendo fotones .

PacoPaco

Me ha gustado mucho. Felicidades.

PD: No hagas caso al tonto del diccionario.

PabloPablo

Lecturas como esta deberían ser recomendadas en las clases de Ciencias de Secundaria para arriba

EduardoEduardo

Fantástico artículo!
Muy divertido y enriquecedor.
Espero que las impertinencias de algún engreído y maleducado no te desanimen a seguir regalándonos más artículos de este tipo.
Muchas gracias.

Ricardo Fernández PinedaRicardo Fernández Pineda

Excelente. Siempre estuve en la duda sobre porqué lo de polos norte y sur en imanes y sobre el electrón negativo. Tan simple como era. Gracias

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