Este post viene a ser como la segunda parte de unouno que escribí hace ya bastantes meses; lo cierto es que tenía pensado publicar los dos consecutivamente, pero se me olvidó. Si en aquél hablaba de cómo fue avanzando la investigación de la electricidad y el magnetismo, desde las primeras noticias que se tuvieron de estos fenómenos hasta la modernidad, hoy la extenderé hasta la época contemporánea. Quizá el autor que figure como gozne entre una época y otra fue Ampère, conocedor evidentemente de lo que se hizo hasta la fecha, cuya aportación fue muy relevante en este ámbito. De hecho, recogiendo lo que había hecho, y juntándolo con sus propios experimentos y estudios teóricos, es reconocido como el científico que consolidó en 1820 lo que hoy se conoce como Electrodinámica, de la que se considera su fundador. Ayudado por otros científicos (Arago, Biot, Savart y Laplace) estableció las ecuaciones que rigen la producción de los campos magnéticos por corrientes eléctricas, siguiendo la intuición del danés Oersted. El siguiente paso, las leyes de la inducción, lo daría en 1831 el inglés Faraday, otro monstruo. Sin olvidar a Ohm, quien enunció la ley que lleva su nombre, y que relaciona la generación de una corriente eléctrica con su circulación.
Durante las primeras décadas del siglo XIX los descubrimientos y los hallazgos se sucedían no sé si un poco atropelladamente; tanta era la actividad. Cosas de la vida, tuvo que aparecer una figura no estrictamente física, sino matemática, para poner en orden toda esta efervescencia de formulaciones de leyes físicas: el matemático Gauss. Gracias a él, las principales leyes del electromagnetismo observables a escala humana quedaron definidas, conservándose casi hasta la actualidad. Falta añadir la genialidad de Maxwell quien, apoyándose en todos estos conocimientos, integró los fenómenos electromagnéticos con los luminosos, verdadero culmen de la ciencia decimonónica, como relata de Broglie:
«Esta maravillosa fusión de los dos dominios de la Física hasta entonces totalmente separados, fusión que va a permitir, algunos años más tarde, comprender la naturaleza de las ondas hertzianas y el papel de la electricidad a la escala atómica, constituyen el coronamiento de una época que, en menos de un siglo, de Coulomb a Maxwell, había conducido a los físicos al conocimiento de todas las leyes macroscópicas de la electricidad y el magnetismo».
Parecía que ya estaba todo dicho, pero el caso es que estaba a punto de abrirse un nuevo mundo, hasta entonces desconocido: fue el paso de la escala humana a la escala subatómica, impulsado de alguna manera por el descubrimiento de las ondas hertzianas. Maxwell postuló que todas las radiaciones, visibles o invisibles, eran de naturaleza electromagnética. Sin embargo, a su muerte en 1849, aunque su teoría de campos se mostraba interesante, todavía no convencía del todo, predominando en la ciencia de la época el planteamiento rival de las acciones a distancia: «La predicción más espectacular de la teoría de Maxwell, que los campos eléctricos y magnéticos podían adquirir vida propia y propagarse como ondas auto-renovadas, no se había verificado», explica Wilczek. Ello cambió años más tarde gracias a Hertz quien, en 1886, fue capaz, sometiendo a prueba la idea de Maxwell, de crear la primera generación de emisores y receptores de radio: al descubrir ondas electromagnéticas de una longitud de onda mucho mayor que la de la luz, contribuyendo decisivamente a la telegrafía sin hilos. En torno a las primeras décadas del siglo XX, las técnicas de comunicación se apoyaron íntimamente en las propiedades de los electrones descubiertas por los trabajos de la física teórica.
La historia de la física teórica sufrió paralelamente un giro en sus intereses. A finales del siglo XIX, como decía, ya estaban bien asentadas las bases del electromagnetismo a escala humana; la curiosidad incansable de los científicos se orientó entonces hacia el conocimiento de ese flujo de energía que circulaba a través de los circuitos. Pronto se observó la proximidad entre este flujo y la composición estructural de la materia. Gracias a la electrolisis de Faraday, así como a los rayos catódicos en los que trabajó un buen número de científicos (Hittorf y Crookes en su descubrimiento, Leonard, Wiechert, Perrin y Villard entre otros en su desarrollo), se fue poniendo en evidencia la existencia de que la corriente negativa estaba constituida por unos pequeños corpúsculos, todos iguales, a saber: los electrones. Se observó que eran los mismos electrones los que se encontraban en el fluido eléctrico, en la emisión de electricidad por ciertos cuerpos por efecto de la luz (el efecto fotoeléctrico descubierto por Hertz en 1887), también por cuerpos incandescentes (efecto termoiónico), en la desintegración de algunos cuerpos radiactivos (rayos β)… Pronto se postuló que los electrones debían formar parte de la constitución de la materia. Físicos como J.J. Thomson o Lorentz los incluyeron en sus teorías y experimentaciones respecto a las interacciones entre materia y radiación. H.A. Lorentz hizo una aportación significativa con su ‘teoría de los electrones’, llegando a prever y a describir la acción de un campo magnético sobre el espectro emitido por un foco de luz colocado en ese campo (Broglie, 1960a: 151), algo que fue comprobado experimentalmente por Zeeman en 1896. Poco a poco se iba consolidando la idea de que, efectivamente, el electrón jugaba un papel esencial en la estructura de los átomos, así como en los procesos de sus emisiones espectrales. «Así, en un período que se puede circunscribir entre 1880 y 1905, aproximadamente, la Física había adquirido preciosos conocimientos nuevos sobre la electricidad no considerada esta vez a nuestra escala, sino a la escala infinitamente más pequeña de los átomos y los electrones» cuenta de Broglie. El origen de la mecánica cuántica estaba próximo, curiosamente gracias a los estudios sobre la radiación del cuerpo negro realizados por un tal Max Planck. Pero esto es otra historia.
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