JOSEPH JOHN THOMSON

Nobel Física-1906

Thomson entró en la escuela de Manchester a los catorce años para empezar ingeniería pero se interesó en la física. En 1876 entró en Cambridge con una beca y allí permaneció durante el resto de su vida. Terminó su carrera como segundo en matemáticas y en 1884, a los veintisiete años, sucedió a Rayleigh cuando este se retiró como profesor de física. Dirigió el laboratorio Cavendish y debido en gran parte a su dirección e inspirada enseñanza es por lo que Inglaterra mantuvo su predominio en el campo de la física subatómica durante los primeros treinta años del siglo veinte.

Thomson se interesó inicialmente en la teoría de radiaciones electromagnéticas de Maxwell, que lo condujeron a los rayos catódicos, que era una nueva forma de radiación y que no tenía carácter electromagnético. Crookes y otros científicos habían presentado pruebas de que los rayos catódicos consistían en partículas cargadas negativamente, al señalar la desviación de los rayos por un campo magnético. La demostración permanecía incompleta porque nadie había podido demostrar que a los rayos los afectase un campo eléctrico, cosa que tendría que ocurrir si fuesen partículas cargadas. Thomson utilizó  tubos en los que había hecho un vacío lo más perfecto posible y pudo demostrar en 1897 la desviación de los rayos catódicos por un campo eléctrico. Desde entonces se aceptaron los rayos catódicos como partículas cargadas negativamente.

Además Thomson midió la relación que existía entre la carga y la masa de las partículas de los rayos catódicos. Resultaba que si la carga era igual a la mínima de los iones, según las leyes electroquímicas explicadas por Faraday, entonces la masa de las partículas de los rayos catódicos era solo una pequeña fracción de la del átomo de hidrógeno. Ahora se sabe que es de 1:1837. por tanto, las partículas de los rayos catódicos eran mucho mas pequeñas que los átomos. Thomson había descubierto el campo de las partículas subatómicas.

Estas partículas se aceptaron como unidades de la corriente eléctrica. El nombre que había dado Stoney para la unidad hipotética de electricidad era electrón, y Lorentz la aplicó a las partículas. Puesto que fue Thomson el que realizó la prueba final de la existencia de tales partículas en los rayos catódicos y que fue el primero que demostró su tamaño subatómico, es al que se le considera descubridor del electrón.

Thomson contemplaba al electrón como al componente universal de la materia y fue uno de los primeros en indicar una teoría para la estructura interna del átomo. Creía que el átomo era como una esfera de electricidad positiva y que los electrones cargados negativamente estaban encajados en ella, en cantidad suficiente para neutralizar la carga positiva. Esta teoría, buena para empezar, se reemplazó en seguida por una más útil que enunció Rutherford, alumno de Thomson.

En 1906 recompensaron a Thomson con el premio Nobel de física por su trabajo sobre el electrón y en 1908 le hicieron caballero. (Posteriormente, nada menos que siete de sus alumnos iban a alcanzar la gloria recibiendo el premio Nobel.)

Después de 1906 se interesó Thomson en los rayos canales que había descubierto Goldstein. Estos eran un flujo de iones cargados positivamente, así que les dio el nombre de rayos positivos. Los desvió con campos magnéticos y eléctricos, de tal modo que hacía que iones de distintas proporciones entre carga y masa, imprimiesen diferentes porciones de una placa fotográfica. Encontró de esta manera, en 1912, que los iones del gas neón caían sobre puntos distintos, como si fuesen una mezcla de dos tipos, diferenciándose en carga, masa o en ambas cosas. Soddy había ya sugerido la existencia de isótopos, es decir, de variaciones de átomos de un elemento que se diferenciaban por su masa. Aquí Thomson tenía la primera indicación de que los elementos ordinarios podrían existir como isótopos. Aston, discípulo de Thomson, iba a proseguir en esta investigación y demostrar el hecho.

Thomson murió la víspera de la batalla de Inglaterra, cuando la suerte inglesa parecía peor que en cualquier otra época de la historia. Le enterraron en la abadía de Westminster, cerca de los restos de Newton.