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Thomson, el físico que (realmente no) descubrió el electrón

Dicen los libros de texto que el físico inglés Joseph John Thomson descubrió el electrón el 30 de abril de 1897. De lo cual se sigue que la primera partícula subatómica acaba de cumplir 120 años.

Pero en realidad no fue exactamente así.

J. J. Thomson en su laboratorio. Imagen de Wikipedia.

J. J. Thomson en su laboratorio. Imagen de Wikipedia.

A los humanos nos vuelven locos los aniversarios, sobre todo cuando hacen números redondos. En cuanto algo cumple un año, ya nos estamos lanzando a celebrarlo, y luego vienen los cinco, los diez… Y todo hay que decirlo, es uno de los recursos de los que vive el periodismo, incluido el que practica este que suscribe. Y tampoco está mal recordar nuestra historia reconociendo a quienes lo merecen.

Pero a veces, estas efemérides deben servir para aclarar cómo no sucedieron las cosas. Los grandes descubrimientos científicos no suelen ser cuestión de una fecha concreta, ya que normalmente son fruto de un largo proceso de investigación. Incluso cuando hay un momento de eureka, un experimento que revela de súbito un resultado largamente esperado, este deberá esperar a ser divulgado, y a que la comunidad científica le dé su asentimiento.

Las fechas que asociamos a ciertos hallazgos, como la relatividad general de Einstein cuyo  centenario celebrábamos en 2015, suelen ser las de su divulgación. Antes era común que los científicos leyeran sus trabajos ante los miembros de alguna institución científica. Hoy la fecha de un descubrimiento es la de su publicación en una revista después de que los resultados hayan sido validados por otros expertos en un proceso llamado revisión por pares.

En el caso de Thomson, la fecha del 30 de abril corresponde al día en que presentó sus resultados ante la Royal Institution. Pero el físico no presentó el electrón, sino el “corpúsculo”, una partícula constituyente de los rayos catódicos que tenía carga negativa y cuya masa era unas mil veces menor que la del ion de hidrógeno.

En realidad, Thomson no fue el primero en intuir que el átomo no era tal á-tomo (indivisible), sino que contenía partículas subatómicas. Tampoco fue el primero en sugerir que esas partículas eran unidades elementales de carga eléctrica. Tampoco fue el primero en deducir que los rayos catódicos estaban formados por algo cargado negativamente, ni fue el primero en intentar calcular una masa para ese algo. Y por último, tampoco inventó la palabra “electrón”; esta había sido acuñada por el irlandés George Johnstone Stoney en 1891, un término esperando algo que designar.

El de Thomson es un caso peculiar. Acudo a Isobel Falconer, historiadora de matemáticas y física de la Universidad de St. Andrews (Reino Unido), experta en la figura de Thomson y autora del libro J.J. Thompson And The Discovery Of The Electron (CRC Press, 1997), entre otros muchos trabajos sobre el físico. Le pregunto si debemos considerar a Thomson el descubridor del electrón, y esta es su respuesta: “descubrir es una palabra muy resbaladiza”.

“El trabajo de Thomson reunió un número de líneas separadas que presagiaron el electrón como lo conocemos”, prosigue Falconer. “Al demostrar que podía manipular y adscribir masa y velocidad a cargas unitarias, concebidas como estructuras en el éter, reunió la visión mecanística británica y la visión continental de la relación entre electricidad y materia, haciendo de los electrones algo real para los físicos experimentales”.

Más que un padre natural para el electrón, Thomson fue el padre adoptivo; recogió a una criatura ya casi existente entonces para presentarla en sociedad y hacerla visible ante los demás. La historiadora añade que la constatación de que los electrones podían explicar las propiedades periódicas de los elementos de la tabla consiguió unificar las visiones del átomo que hasta entonces separaban a físicos y químicos.

Todo lo cual es motivo más que suficiente para conceder a Thomson un lugar de privilegio en el hall of fame de la ciencia, sin necesidad de recordarle por el electrón. “Pienso que Thomson debería ser recordado como un físico prolífico y muy creativo, con gran visión y con olfato para los problemas interesantes, que estaba preparado para romper las reglas en la prosecución de esos problemas”, dice Falconer. Tanto la historiadora como otros expertos en la obra de Thomson coinciden en su papel crucial en el cambio de siglo de la física, en su transición hacia la física de partículas. Y no solo a través de su propio trabajo, sino como director del laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, un criadero de premios Nobel.

De hecho, cuando Thomson recibió el Nobel en 1906 no fue por el electrón, sino por su línea principal de trabajo, la conducción de electricidad en recipientes llenos de gas. Curiosamente, el electrón llegó en tubos al vacío, algo que era más bien una rareza en su trabajo.

Tal vez al propio Thomson le sorprendería verse hoy en los libros como el padre del electrón. Según Falconer, era un tipo modesto. Y seguro que de otra paternidad se sentía mucho más orgulloso: vivió para ver cómo su hijo George Paget Thomson le seguía los pasos hasta el mismísimo altar de los Nobel, donde un segundo Thomson recogería su premio en 1937.

Museo Galileo, también hay ciencia en Florencia (y sin multitudes)

Dado que la cabra tira al monte, no podía pasar por Florencia este verano sin dejarme caer por el Museo Galileo, del que tenía muy buenas referencias.

Busto de Galileo Galilei en el Museo Galileo de Florencia. Imagen de J. Y.

Busto de Galileo Galilei en el Museo Galileo de Florencia. Imagen de J. Y.

Situado a espaldas de la archigigafamosísima Galería de los Oficios, mirando hacia el cercano Ponte Vecchio sobre el Arno, lo primero que sorprende es lo bien que se respira por allí. En cada rincón hiperturístico de la capital toscana se embuten masas de gente cual chorizo en tripa, buscando la belleza que mareó a Stendhal y el encanto que sedujo a E. M. Forster. Aunque la primera sigue intacta, es difícil disfrutar de ella cuando el segundo ha desaparecido por completo, disuelto en el parque temático turístico en el que vienen convirtiéndose ciudades como aquella. Pero por suerte, en el Museo Galileo puedes respirar tranquilo e incluso extender los brazos sin empujar a nadie; por desgracia, porque esto revela la escasa prioridad por la ciencia de la inmensa mayoría de los turistas que visitan Florencia.

Pero al grano. Cabe advertir de que el museo no es casa-museo. Galileo, nacido en Pisa pero florentino de por vida, residió en varios lugares distintos de la ciudad. Su morada más conocida, donde sufrió arresto domiciliario y donde murió, es Villa Il Gioiello, que se encuentra en Arcetri, a las afueras. Pero el museo no ocupa una residencia del astrónomo, sino que es la reconversión (desde 2010) del antiguo Museo de Historia de la Ciencia, ubicado junto al río en un céntrico palacio del siglo XI.

El Museo Galileo presume de albergar una de las mayores colecciones del mundo de instrumentos científicos antiguos. Todavía he podido leer por ahí que el auge de la ciencia en Florencia fue una señal de su decadencia artística, ignorando que en el Renacimiento aún no se había inventado la confrontación actual entre ciencias y letras; humanismo y ciencia eran inseparables, con Leonardo como ejemplo de cabecera. Lo cierto es que la ciudad fue tan importante para el conocimiento como lo fue para el arte: los Medici y los Duques de Lorena impulsaron el progreso científico con su mecenazgo, como queda bien reflejado en la colección del museo. Y no olvidemos que el mapa con el que Colón convenció a los Reyes Católicos procedía de Florencia.

Las dos plantas (más sótano) del museo reúnen aparatos de todas las ramas históricas de la ciencia. Hay instrumentos meteorológicos, ópticos, geográficos, eléctricos, mecánicos, químicos, astronómicos y quirúrgicos, si no me dejo nada. Hay cilindros electrostáticos, barómetros, botellas de Leyden, microscopios, esferas armilares, mapas, globos terráqueos, modelos anatómicos de cera, relojes…

En fin, un paraíso para quien sienta fascinación por los cacharros antiguos, y una buena oportunidad para explicar a los niños cómo, por qué y para qué se inventaron muchos de aquellos cachivaches. Y por supuesto, hay telescopios, incluyendo los primeros de Galileo y también algunos de los primeros gigantescos telescopios de precisión. Tampoco falta la reliquia, en forma de huesudos dedos del astrónomo, a poca distancia de los libros que le valieron una condena de por vida.

El museo también ilustra algunos fenómenos científicos curiosos, como la paradoja mecánica del doble cono que (solo) aparentemente rueda cuesta arriba, un artefacto inventado en el siglo XVIII. También se ilustra el concepto de anamorfosis, un dibujo o escultura cuyo sentido solo puede percibirse cuando se refleja en un espejo deformado o se observa desde un punto de vista distinto al natural. Finalmente, abajo hay una pequeña sección interactiva, de esas de apretar botones. A mis hijos les encantó, aunque es bastante birriosa en comparación con los museos dedicados a ello, y por tanto es la parte menos interesante.

De izquierda a derecha y de arriba abajo: modelos anatómicos en cera de fetos en el útero materno; telescopios y obras de Galileo; huesos de los dedos de Galileo; anamorfosis de una esfera armilar en un espejo convexo. Imágenes de J. Y.

De izquierda a derecha y de arriba abajo: modelos anatómicos en cera de fetos en el útero materno; telescopios y obras de Galileo; huesos de los dedos de Galileo; anamorfosis de una esfera armilar en un espejo convexo. Imágenes de J. Y.

Una última curiosidad a destacar es que el Museo Galileo, tal como hoy lo conocemos, es sobre todo el producto del empeño de una mujer, la historiadora de la ciencia y museóloga Maria Luisa Righini Bonelli (1917-1981). Aunque ella no lo creó, sino que recibió el encargo de dirigirlo en 1961, sin su intervención quizá el museo habría desaparecido cuando en 1966 un desbordamiento del Arno inundó el edificio y dañó gravemente la colección.

Righini Bonelli, que vivía en un apartamento en el propio inmueble, sacó de allí los instrumentos más valiosos, sin ayuda y con sus propias manos, arriesgando su vida sobre la cornisa que une la sede del museo con la Galería de los Oficios. Hasta el 20 de noviembre de este año, una exposición temporal en el sótano del museo recuerda la hazaña de la mujer que salvó un precioso tesoro histórico-científico para que hoy todos podamos seguir disfrutándolo. Aunque seamos solo unos pocos.