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ENIGMAS MOLECULARES

Ernest Rutherford, el explorador subatómico

Francisco Doménech| Actualizada 03/09/2011 a las 11:42     0 Comentarios

El séptimo enigma molecular estaba protagonizado por Ernest Rutherford, el primer alquimista con éxito de la historia: logró aquello que los alquimistas habían buscado durante siglos, la transmutación de un elemento químico en otro. Pero Rutherford no convirtió metales vulgares en oro con una piedra filosofal. Transformó átomos de nitrógeno en oxígeno, usando las mismas armas radiactivas que le sirvieron para describir el átomo sin verlo. También obtuvo un premio Nobel, pero no fue por ninguno de esos dos logros.

«No tenemos dinero, así que tenemos que pensar». Famosa cita de Rutherford, en un edificio de Wellington, refiriéndose a su Nueva Zelanda natal

«No tenemos dinero, así que tenemos que pensar». Famosa cita de Rutherford, en un edificio de Wellington, refiriéndose a su Nueva Zelanda natal

«Doctor Livingstone, supongo», dijo Henry Stanley cuando al fin encontró al famoso explorador en medio de África, en 1871. Ese mismo año nació Ernest Rutherford, el líder de una nueva generación de exploradores del Imperio Británico que, en lugar de perderse en la inmensidad de un continente, prefirieron buscar dentro de la cosa más pequeña que se conocía: el átomo.

Sin brújulas ni mapas, Rutherford logró hacerse una buena idea de cómo es el átomo gracias a la radiactividad, la misma herramienta que lo convirtió en el primer alquimista con éxito de la historia. De beca en beca, fue saltando desde su granja natal de Nueva Zelanda hasta un laboratorio de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra. Allí llegó en 1895, el año del descubrimiento de los rayos X.

INDIVISIBLE, 'MA NON TROPPO'
Entonces todavía se creía que el átomo era indivisible, que es lo que significa en griego, pero en aquella época tocaba a descubrimiento revolucionario por año: el siguiente fue la radiactividad y a continuación el jefe de Rutherford, J.J. Thompson, arrancó del interior del átomo una partícula más pequeña y de carga negativa: el electrón. Thompson imaginó el átomo como un bollo con pasas, es decir, una bola neutra hecha con una masa de electricidad positiva y con electrones incrustados, pero eso no explicaba gran cosa.

Era imposible ver los átomos. Son tan pequeños que para ellos un pelo humano es una columna detrás de la que pueden esconderse medio millón, pegados hombro con hombro. Para imaginárselos había que observar cómo se comportaban cuando se les hacía algo; y a Rutherford se le ocurrió bombardearlos con unas partículas más pequeñas de carga positiva, aquellas que emitían los átomos radiactivos.

CAZAR ÁTOMOS A CAÑONAZOS
Ernest Rutherford y su alumno Geiger (el del contador) dispararon esas partículas alfa contra una fina lámina de oro y detectaron que la gran mayoría la atravesaba sin más, mientras que algunas se desviaban y muy pocas, una de cada 20.000, retrocedían. «Fue tan increíble como disparar una bala de cañón contra un papel y ver como rebota y te golpea», afirmó Rutherford.

Recuperado del impacto, en 1911 pensó que aquello solo era posible si casi todo el átomo está vacío y casi toda su masa se concentra en un punto con carga positiva, contra el que rebotan las partículas alfa (porque también son positivas). Ese centro es el núcleo, alrededor de él giran los electrones y es mucho más diminuto aún que el átomo. Si ampliásemos un átomo hasta el tamaño de un gran estadio de fútbol, el núcleo sería tan pequeño como la moneda que lanza el árbitro.




Cualquier otro se habría llevado el Nobel por esa idea. Pero Rutherford ya lo había recibido tres años antes, al descubrir que los átomos de un elemento radiactivo se transforman en otro elemento al desintegrarse espontáneamente. Algo parecido a la transmutación que buscaron durante siglos los alquimistas. De hecho, él logró esa transmutación.

ALQUIMISTA NUCLEAR
Rutherford siguió bombardeando átomos hasta que transformó nitrógeno en oxígeno: fue el primero que provocó una reacción nuclear artificial (aunque mucho más débil que la de la bomba atómica). Entre los restos encontró una nueva partícula subatómica, el protón, con carga positiva, y puso a su alumno Chadwick a la caza de la que le faltaba para completar el núcleo: el neutrón. Su maqueta mental del átomo sirvió a los químicos para explicar muchas cosas, pero se desmoronó en cuanto los físicos le aplicaron sus leyes básicas: los electrones se quedarían sin energía enseguida y caerían sobre el núcleo, destruyendo el átomo.

Para explicar por qué se mantienen girando, otro alumno suyo, el danés Bohr, aplicó la recién nacida física cuántica al modelo de Rutherford. Entonces se esfumó esa imagen del átomo como un pequeño sistema solar, esa imagen que aún nos resulta cómoda y familiar. Pero en realidad, los electrones no son como planetas, sino más bien como las aspas de un ventilador en marcha, que parecen ocupar todo el círculo que recorren al girar. SOlo que los electrones, desde un punto de vista cuántico, sí están a la vez en todos los puntos de su órbita.

MÁS INFORMACIÓN
'Rutherford, Scientist Supreme'. Un repaso a la vida y obra de Ernest Rutherford, con abundante información y numerosas referencias para seguir investigando.
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