Julius Robert Oppenheimer

Julius Oppenheimer (1904-1967) fue un físico estadounidense y consejero de gobierno que dirigió el desarrollo de las primeras bombas atómicas.

Oppenheimer nació en Nueva York, el 22 de abril de 1904, y estudió en las universidades de Harvard, Cambridge y Gotinga. Fue famoso por sus contribuciones a la teoría cuántica, la teoría de la relatividad, rayos cósmicos, positrones y estrellas de neutrones.

Su investigación sobre energía atómica comenzó en 1925 cuando viajó a Inglaterra para estudiar los procesos de la energía de partículas secundario-atómicas, luego junto a Max Born desarrollaron su contribución clásica a la teoría molecular del quántum, el «método de Born-Oppenheimer.»

Oppenheimer estuvo de director del proyecto de la bomba atómica en Los Álamos, Nuevo México. En 1954, hubo un disgusto de políticos y militares por la oposición de Oppenheimer al desarrollo de la bomba de hidrógeno a causas de las numerables muertes provocadas en Japón, pero su apoyo al control de armamento provoco que su lealtad no se pusiera realmente en duda. En 1963, el presidente Lyndon B. Johnson procuró reparar estas injusticias honrando a Oppenheimer con la prestigiosa concesión de Enrico Fermi Award de la Comisión de energía atómica. Se retiró de Princeton en 1966 y murió de cáncer de garganta el 18 de febrero de 1967. Entre sus obras destacan Ciencia y conocimiento común, (1954) y Sobre electrodinámica

Niels Bohr

Niels Bohr (1885-1962) físico danés, honrado con el premio Nobel, que hizo aportaciones fundamentales en el campo de la física nuclear y en el de la estructura atómica.

Bohr nació en Copenhague el 7 de octubre de 1885; Ese mismo año estudió física nuclear con J.J. Thomson.

La teoría de la estructura atómica de Bohr, que le valió el Premio Nobel de Física en 1922, Su trabajo giró sobre el modelo nuclear del átomo de Rutherford. El modelo de Bohr establece que un átomo emite radiación electromagnética sólo cuando un electrón del átomo salta de un nivel cuántico a otro. Este modelo contribuyó enormemente al desarrollo de la física atómica teórica.

Realizó otras importantes aportaciones a la física teórica, ayudando a impulsar el concepto de que los electrones se encuentran en capas y que los de la última capa determinan las propiedades químicas de un átomo.

En 1939 Bohr convenció a un gran número de físicos, de la importancia de estos experimentos, provocando un cambio y apoyo de muchos de estos en el siglo XX. Bohr en EEUU se incorporó al equipo que trabajaba en la construcción de la primera bomba atómica en Los Álamos (Nuevo México), hasta su explosión en 1945. Bohr se opuso, sin embargo, a que el proyecto se llevara a cabo en total secreto, y temía las consecuencias de este siniestro nuevo invento. Deseaba un control internacional.

En 1945, Bohr regresó a la Universidad de Copenhague donde, inmediatamente, comenzó a desarrollar usos pacifistas para la energía atómica. Organizó la primera conferencia ‘Átomos para la paz’ en Ginebra, y dos años más tarde recibió el primer premio “Átomos para la paz”.Bohr murió el 18 de diciembre de 1962 en Copenhague.

Carl David Anderson

Carl David Anderson (1905-1991), fue un físico estadounidense destacándose hasta ganar el premio Nobel. Nació en la ciudad de Nueva York. En 1932 descubrió el positrón o electrón positivo, una de las partículas subatómicas fundamentales. Por este descubrimiento recibió, junto con Victor Franz Hess, en 1936 el Premio Nobel de Física. Ese mismo año, confirmó también de forma experimental la existencia de partículas nucleares elementales llamadas mesones, que habían sido pronosticadas en 1935 por el físico japonés Yukawa Hideki.

Michelson Albert Abraham

Michelson, Albert Abraham (1852-1931), físico estadounidense nacido en Alemania consagró su vida a perfeccionar la exactitud de los cálculos de medida de la velocidad de la luz. Utilizó unos aparatos ópticos, basados en el interferómetro, que fueron de enorme utilidad en otros campos de la física.

Con la colaboración de Morley, llevó a cabo varios experimentos encaminados a determinar la velocidad de desplazamiento de la Tierra respecto al éter, tiempo mas tarde probó la constancia de la velocidad de la luz

1907 le fue concedido el premio Nobel de Física por sus invenciones sobre instrumentos ópticos destinados a la realización de estudios espectroscópicos y metrológicos. Fue el primer ciudadano de los Estados Unidos que recibió este premio.

Michelson y Morley

A finales del siglo XIX se conocía que la luz era una onda electromagnética, que se propagaba a velocidad c (unos 300.000 km/s).

Hasta ese momento todas las ondas conocidas necesitaban un medio por el que propagarse: las olas de un estanque necesitaban el agua, las ondas sísmicas necesitaban la tierra, y el sonido necesitaba el aire para propagarse.

Ahora, si suponemos que entre las estrellas que vemos y nosotros, no hay nada, esto entra en contradicción directa con que veamos la luz que nos llega de dichas estrellas.
Por lo que había que pensar en otra alternativa: en el espacio debería existir algo, un medio, que permite que se propague la luz: al cual se denominó éter, del que no se sabía en un principio absolutamente nada, ni de qué estaba “formado”.

Ahora, si existiese de verdad dicho éter, deberíamos ser capaces de observarle de alguna forma, y esto fue lo que propusieron Michelson y Morley, un experimento para medir dicho éter.

No se sabía si este éter estaría en reposo o la velocidad que tendría, pero dado que la Tierra gira en torno al Sol, la velocidad del éter respecto al de la Tierra cambiará a lo largo del año, y esto produciría ligeros cambios en la imagen que nos da la luz.

Para ello, se utilizó uninterferómetro de Michelson(interferómetroque permite medir distancias con una precisión muy alta), el cual divide la luz que emite un foco luminoso (un láser por ejemplo) en dos haces, los cuales rebotan en dos espejos y se vuelven a juntar. Dado que la luz es una onda, siempre que tengamos una fuente que solo emite una longitud de onda, al volver a juntarse, los dos haces interferirán produciendo máximos y mínimos de intensidad.

Finalmente, y usando un instrumento que tenía unos brazos de 11 metros de largo y colocado sobre una piscina de mercurio para minimizar los movimientos del aparato.

Los resultados obtenidos en todas ellas fueron nulos: en ningún momento hubo ningún dato que apuntase a que la velocidad de la luz hubiera variado, o lo que es lo mismo, que el éter no tenía ninguna velocidad apreciable.

Sin embargo, esto mismo fue lo que condujo a que fuera uno de los más importantes experimentos, ya que con estos resultados se comenzó a pensar que dicho éter podría no existir, y se planteó que la luz podría viajar en el vacío, sin ningún medio de por medio, lo cual derivó finalmente en la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, donde ya se impuso la no existencia de dicho éter.

Efecto Compton

Este fenómeno fue observado en 1923 por el físico estadounidense Arthur Holly Compton, descubrimiento por el cual la radiación electromagnética incide sobre ciertas superficies saliendo con una longitud de onda mayor que la de entrada. Cuando se analiza la radiación electromagnética que ha pasado por una región en la que hay electrones libres, se observa que además de la radiación incidente, hay otra de frecuencia menor. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada dependen de la dirección de la dispersión.

El efecto Compton constituyó la demostración final de la naturaleza cuántica de la luz tras los estudios de Planck sobre el cuerpo negro y la explicación de Albert Einstein del efecto fotoeléctrico. También puede ocurrir un Efecto Compton inverso; es decir, que los fotones disminuyan su longitud de onda al chocar con electrones. Pero los electrones deben viajar a velocidades cercanas a la velocidad de la luz y los fotones tienen que tener altas energías

En el efecto compton “convencional” los fotones son los encargados de entregar energía a los electrones, en cambio, en el inverso sucede lo contrario. 

Mediante las leyes de conservación del momento lineal y de la energía se obtiene que la diferencia entre las longitudes de onda de entrada y salida del fotón en la interacción viene dada por:

Siendoqel ángulo de desviación de la trayectoria del fotón ylcuna constantellamada longitud de onda de Compton del electrón, cuyo valor viene dado por: