Angel "Java" Lopez en Blog

Publicado el 7 de Diciembre, 2020, 17:55

En estos últimos meses he leído bastante sobre física, temas más que interesantes. Un tópico general que siempre me interesa es la historia de las teorías físicas, en especial las cuánticas: de alguna forma su historia nos es cercana y nos enseña mucho de los métodos de la ciencia y de los científicos.

Los experimentos en física estuvieron siempre alimentando a esas teorías. Uno de los fenómenos a explicar, a partir del siglo XIX, era el espectro de emisión de materiales simples como el sodio. Aun aceptando la teoría atómica (movimiento que tardó un tiempo en imponerse) no estaba claro cómo explicar ese fenómeno: ¿por qué un átomo irradiaba luz? ¿y por qué los átomos de un elemento, en vez de producir luz en un continuo de frecuencias, preferían apenas un grupo discreto? Aunque se descubrieron regularidades en el espectro de hidrógeno, como la serie de Balmer, no había explicación para las mismas.

Con los experimentos de Rutherford (1871-1937) se comenzó a develar la estructura de un átomo. Pero hubo que esperar a Niels Bohr (1885-1962) para comenzar a vislumbrar una explicación de espectro atómico, con su genial "paper" de 1913 donde expuso su modelo atómico: partiendo de unas afirmaciones de base, consigue explicar la serie de Balmer y otros fenómenos, pero dejando dudas sobre cuál era el fundamento de sus ideas. Arnold Sommerfeld (1868-1957) extiende sus ideas, para cubrir la estructura fina del hidrógeno (líneas espectrales apenas separadas en frecuencia) que Bohr no había podido deducir.

En estos días, leo el excelente libro de Sommerfeld "Atomic structure and spectral lines" (lo estoy leyendo en inglés, el original se publicó en alemán), que sirvió de manual para toda una generación de nuevos físicos, incluyendo a Heisenberg, Schrödinger y otros. En la primer edición encuentro el prefacio:

After the Discovery of spectral analysis no one trained in physics could doubt that the problem of the atom would be solved when physicists had learned to understand the language of spectra. So manifold was the enourmous amount of material that had been accumulated in sixty years of spectroscopic research that it seemed at first beyond the possibility of disentanglement. An almost greater enlightment has resulted from the seven years of Röntgen spectrosopy, inasmuch as it has attacked the problem of the atom at its very root, and illuminates the interior. What we are nowadays hearing of the language of spectra is a true "music of the spheres" within the atom, chords of integral relationships, an order and harmony that become ever more perfect in spite of the manifold variety. The theory of spectral lines will bear the name of Bohr for all time. But yet another name will be permanently associated with it, that of Planck. All integral laws of spectral lines and of atomic theory spring originally from the quantum theory. It is the misteriuos organon on which Nature plays her music of the spectra, and according to the rythm of which she regulates the structure of the atoms and nuclei.

Escrito en septiembre de 1919. A través de los siglos, vuelve a resonar la idea de Kepler: la música de las esferas. Pero esta vez en un lugar que el mismo Kepler no hubiera imaginado.

Este libro tuvo ediciones posteriores, donde fue actualizado, y hasta tuvo un segundo volumen, "Wave-Mechanics" donde Sommerfeld agregó los adelantos producidos desde 1925 con las teorías de Heisenberg, Schrödinger, Born, Jordan, Dirac. Quedará para otro post comentar más en profundidad los dos libros.

Nos leemos!

Angel "Java" Lopez
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Por ajlopez, en: Ciencia