CIENCIA
Los electrones: el motivo por el que los zapatos en realidad nunca tocan el suelo
Alberto Casas, profesor de Física Teórica, habla sobre la importancia de estas partículas descubiertas hace casi 120 años y que hoy en día aún esconden los misterios más importantes de la física
El 30 de abril de 1897 , el físico británico Joseph John Thomson estaba de enhorabuena. Podía decir que había descubierto una partícula que nunca nadie había visto, en una época en la que el teléfono era un invento reciente. Aquella escurridiza partícula era el electrón. Gracias a sus trabajos con rayos catódicos, un fenómeno que ocurre cuando una corriente eléctrica pasa a través de un tubo de cristal al vacío, al científico se le ocurrió que los átomos en realidad no eran indivisibles , sino que había partículas aún más pequeñas: los corpúsculos.
Por ejemplo, son los responsables de que haya unos cien elementos químicos , y de las propiedades de estos y de todas sus combinaciones; es decir de todas las sustancias ordinarias. Casi cualquier propiedad de una sustancia que consideremos, está determinada por los electrones. Pensemos, por ejemplo, en los colores : los objetos absorben la luz cuyos fotones tienen una energía que coincide con los saltos energéticos de los electrones (los cuales dependen a su vez del tipo de molécula que forma el objeto); la luz que no puede ser absorbida es reflejada, produciendo el color que percibimos . Los electrones son también los causantes de todas los procesos químicos , por ejemplo todos aquellos que dan lugar a la vida.
Desde el punto de vista práctico, los electrones y sus propiedades (descritas por la mecánica cuántica) son la base de toda la microelectrónica y la tecnología digital en la que estamos inmersos. Son también las partículas que corren por los circuitos eléctricos y que hacen posible que los electrodomésticos funcionen. En resumen, ¡el electrón es un gran amigo de la Humanidad!
-Cuando tocamos algo, ¿estamos tocando sus electrones? Tengo entendido que la materia «está hueca» y que los núcleos atómicos están en el interior de una zona extensa en la que oscilan los electrones.
Sí, en esencia esto que dices es correcto. Intuitivamente, tendemos a pensar que los cuerpos no se atraviesan unos a otros porque el espacio que ocupa un no puede ocupado por otro. Por ejemplo, esa sería la razón por la que un libro sobre una mesa permanece encima de ella , y no la atraviesa y cae hacia el suelo.
Sin embargo, la materia apenas está «llena» de partículas, los espacios entre núcleos atómicos son inmensos en comparación con su tamaño, y están poblados solo por unos cuantos electrones (que por lo que sabemos son partículas puntuales, sin dimensiones). De hecho, en principio la materia se puede comprimir hasta extremos formidables (la densidad de una estrella de neutrones es equivalente a comprimir un Boeing 747 al tamaño de un pequeño grano de arena ).
-Entonces, ¿por qué no se atraviesan los cuerpos?
La razón es la repulsión entre las nubes de electrones que rodean a los núcleos . Esta repulsión es de tipo electromagnético (las cargas negativas repelen a las negativas) y está también relacionada con aspectos cuánticos de la materia (principio de exclusión de Pauli). Pero, en definitiva, la repulsión entre los electrones de la materia es la que impideque los objetos se atraviesen unos a otros como si estuviéramos en una película de fantasmas.
Y cuando «tocamos» un objeto, lo que sucede es que las nubes de electrones de los átomos de nuestra mano y del objeto se repelen y retroceden imperceptiblemente, pero realmente no se llegan a tocar. Cuando estamos de pie, realmente nuestros zapatos no «tocan» el suelo , sino que estamos «flotando» a una distancia imperceptible (extraordinariamente pequeña) del mismo.
Noticias relacionadas
