Los 2400 años a la búsqueda del átomo - Theresa Doud

Para ver la lección completa: http://ed.ted.com/lessons/the-2-400-year-search-for-the-atom-theresa-doud

¿Cómo sabemos de qué está hecha la materia? La búsqueda del átomo ha sido larga, comenzó hace 2400 años con la obra de un filósofo griego y posteriormente continuó con un cuáquero y algunos científicos ganadores del Premio Nobel. Theresa Doud detalla la historia de la teoría atómica.

Lección de Theresa Doud, animación de TED-Ed.

¿Qué tienen un antiguo filósofo griego

y un cuáquero del siglo XIX

en común con los científicos
ganadores del Premio Nobel?

A pesar de que les separan
más de 2400 años de historia,

cada uno de ellos contribuyó
a responder la eterna pregunta:

¿De qué están hechas las cosas?

Alrededor de 440 a. C.
Demócrito propuso por primera vez

que todo en el mundo se compone
de partículas minúsculas

rodeadas de espacio vacío.

E incluso especuló que varían
en tamaño y forma

dependiendo de la sustancia
que las componen.

Él llamó a estas partículas "atómicas"
del adjetivo griego "indivisible".

Sus ideas contradecían las de los
filósofos más populares de su época.

Aristóteles, por ejemplo,
no estuvo de acuerdo en absoluto

y afirmó que la materia
estaba compuesta de cuatro elementos:

tierra, aire, agua y fuego,

y muchos futuros científicos
siguieron el ejemplo.

Los átomos se mantuvieron
casi olvidados hasta 1808,

cuando un maestro cuáquero, John Dalton,
desafió la teoría aristotélica.

Mientras que el atomismo
de Demócrito era puramente teórico,

Dalton demostró que las sustancias comunes
se descomponen en los mismos elementos

y en las mismas proporciones siempre.

Concluyó que los diversos compuestos

eran combinaciones de átomos
de diferentes elementos,

cada uno de un tamaño y masa en particular

que no podía ser creado, ni destruido.

Aunque recibió muchos honores
por su trabajo,

como cuáquero, Dalton vivió
modestamente toda su vida.

La teoría atómica sería aceptada
por la comunidad científica,

pero el siguiente gran avance

no llegaría hasta casi un siglo después

con el descubrimiento del electrón
en 1897 por el físico J.J. Thompson.

En su modelo de átomo llamado
"el de la galleta de chocolate",

lo presentó como una esfera recubierta
uniformemente de materia positiva

y rellena de electrones
con carga negativa.

Thompson ganó el Premio Nobel en 1906
por su descubrimiento del electrón,

pero su modelo atómico no duró mucho.

Esto se debió a que tuvo
unos alumnos brillantes

incluyendo un tal Ernest Rutherford,

quien sería conocido
como el padre de la era nuclear.

Al estudiar los efectos
de los rayos X sobre los gases,

Rutherford decidió analizar
los átomos más detalladamente

disparando pequeñas partículas alfa
con carga positiva a una lámina de oro.

En el modelo de Thompson,

la carga positiva dispersada por el átomo

no era suficiente para desviar
las partículas en un mismo lugar.

El efecto creado era similar
al de unas pelotas de tenis

perforando una pantalla de papel fino:

mientras que la mayoría
de las partículas la atravesaba,

algunas rebotaban,

lo que sugirió que la lámina era más bien
como una malla gruesa y trenzada.

Rutherford concluyó que los átomos
consistían en gran parte de espacio vacío

con solo unos pocos electrones,

mientras que la mayor parte
de su masa se concentraba en el centro,

que llamó núcleo.

Las partículas alfa pasaban
por las brechas

pero el núcleo denso,
con carga positiva las rebotaba.

Aún así, la teoría atómica
no estaba del todo completa.

En 1913, otro estudiante
de Thompson, llamado Niels Bohr,

amplió el modelo nuclear de Rutherford.

Basándose en trabajos anteriores
de Max Planck y Albert Einstein,

estipuló que los electrones
giran alrededor del núcleo

a los mismos niveles de energía
y distancias

y que son capaces de saltar de un nivel
a otro, sin que exista espacio entre estos.

El modelo planetario
de Bohr llamó la atención

pero pronto, también se encontró
con algunas complicaciones.

Se demostró que en lugar de ser
simples partículas discretas,

los electrones se comportaban
a la vez como ondas,

y no estaban limitados
a un cierto punto en el espacio.

Al formular su famoso
principio de incertidumbre,

Werner Heisenberg demostró
que era imposible determinar

ni la posición ni la velocidad
exacta de los electrones

mientras se movían alrededor de un átomo.

La idea de que los electrones
no tienen asignado un lugar fijo

sino que funcionan dentro
de un rango de posibles ubicaciones

dio lugar al modelo cuántico actual
del átomo.

Una teoría fascinante que propone
una nueva serie de complejidades

cuyas consecuencias aún
no se han comprendido plenamente.

A pesar de que los atómos
cambian constantemente

el hecho básico de los átomos permanece.

Así que celebramos
el triunfo de la teoría atómica

con algunos fuegos artificiales.

Los electrones que circundan un átomo
se mueven entre los niveles de energía,

y al hacerlo, absorben o liberan energía
en forma de ondas de luz específicas

creando todos
los maravillosos colores que vemos.

Y podemos imaginar que Demócrito
está mirando desde algún lugar,

satisfecho de que, después
de más de 2000 años,

resulta haber estado en lo cierto.