Un assumpte familiar: els Thomson i l’electró

Dos Premis Nobel en la mateixa família: pare i fill van rebre el més important premi científic per estudiar característiques clau (i oposades) de la mateixa partícula amb gairebé 30 anys de diferència. Un pensava que era una partícula, l’altre que era una ona.

S’acosten els exàmens de selectivitat. Els últims temes de física són els més actuals. Entre ells l’estudi de la dualitat ona-partícula. En el món macroscòpic resulta molt evident la diferència entre una partícula i una ona; dins els dominis de la mecànica quàntica, les coses són diferents.

Un conjunt de partícules, com un raig d’electrons movent-se a una determinada velocitat pot comportar segons totes les propietats i atributs d’una ona. D’altra banda, un raig de llum pot, en determinades circumstàncies, comportar-se com un doll de partícules (fotons) amb una quantitat de moviment ben definida. Així, a l’incidir un raig de llum sobre la superfície llisa d’un metall es desprenen electrons d’aquest (efecte fotoelèctric). L’energia dels electrons arrencats al metall depèn de la freqüència de la llum incident i de la pròpia naturalesa del metall.

Segons la hipòtesi de De Broglie, cada partícula en moviment porta associada una ona, de manera que la dualitat ona-partícula pot enunciar de la següent manera: una partícula de massa m que es mogui a una velocitat v pot, en condicions experimentals adequades, presentar-se i comportar-se com una ona de longitud d’ona, λ.

Para i fill tenien raó.

https://www.eldiario.es/retiario/asunto-familiar-Thomson-electron_6_750384986.html

Ganar un Premio Nobel es muy poco común y que lo ganen dos miembros de la misma familia es mucho menos habitual todavía. Hay pocos casos de padres e hijos que ganen este prestigioso galardón y menos aún de padres e hijos que lo hagan de modo independiente. Pero sólo hay un caso en el que un padre y un hijo obtuvieron cada uno su Nobel separadamente pero por estudios realizados sobre el mismo fenómeno natural, y es la historia de los Thomson, JJ y GP: los científicos que hicieron del electrón un asunto familiar. Y algo tenso.

Joseph John Thomson recibió el Nobel de Física de 1906 por sus estudios sobre conducción eléctrica en gases que demostraron en la práctica que el electrón es una partícula. Y su hijo  George Paget Thomson obtuvo su Nobel en 1937 por sus experimentos sobre difracción de electrones, que demostraron que en ciertas circunstancias también se comporta como una onda. Es decir que padre e hijo recibieron los más importantes premios de la ciencia por estudiar características clave (y opuestas) de la misma partícula con casi 30 años de diferencia. Lo que sabemos del eletrón se debe, por tanto, en buena parte a los Thomson, padre e hijo. Aunque habría que ver cómo eran las cenas navideñas en esa casa…

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