domingo, 22 de noviembre de 2009

Einstein y...Robert Millikan


Robert Millikan fue uno de los científicos más famosos de su época. Ganó el premio Nobel de física en 1923 por la medición de la carga del electrón y por el trabajo experimental que confirmó la teoría de Einstein de que la luz estaba constituida por partículas. Irónicamente, la intención de Millikan era demostrar que la teoría era falsa, e insistió durante años en que su trabajo sólo confirmaba que las teorías de Einstein eran sólo valiosas herramientas matemáticas, no que probase la existencia de los fotones.

En 1896, Millikan fue contratado por la Universidad de Chicago, y estaba todavía allí en 1905 cuando Einstein publicó un artículo en el que afirmaba que la única manera de explicar cómo la luz cede energía a los electrones es asumiendo que la luz está hecha de partículas, de forma análoga a la corriente eléctrica. Einstein encontró que la energía de una partícula de luz es igual a su frecuencia multiplicada por una constante, h, que terminó llamándose constante de Planck. Millikan ya tenía una reputación de gran experimentador, tras haber sido capaz de medir la carga del electrón, demostrando así que los electrones eran realmente entes físicos con propiedades consistentes, y que la electricidad es un fenómeno atómico. Pero sólo porque aceptase que los electrones eran partículas no significaba que creyese que la luz podía ser algo parecido. Millikan conocía muy bien los experimentos en los que se demostraba que la interacción de dos rayos de luz tenía como resultado lo que uno podía esperar si fuesen ondas. Los científicos llevaban 50 años convencidos de que la luz era una onda, y Millikan era uno de ellos. Por lo que se dispuso a demostrar que la teoría de Einstein era errónea.

El experimento de Millikan medía la energía de los electrones que eran emitidos por una placa sobre la que incidía un rayo de luz. Sin embargo, para su sorpresa, los resultados parecían confirmar la teoría de Einstein de la naturaleza corpuscular de la luz. No sólo eso, el experimento permitió la determinación más precisa hasta la fecha del valor de la constante de Planck. Décadas más tarde, cuando Millikan describía su trabajo, todavía asomaba un punto de frustración: “Empleé diez años de mi vida comprobando la teoría de Einstein de 1905 y, en contra de todas mis expectativas, me vi forzado a afirmar su verificación sin ambages a pesar de lo irrazonable que era”.

Con todo, Millikan todavía no aceptaba que su experimento probase que la luz estuviese compuesta por cuantos; sólo admitiría que las matemáticas de Einstein correspondían con sus experimentos. En su artículo sobre el efecto fotoeléctrico, Millikan escribió: “la ecuación fotoeléctrica de Einstein…parece que predice exactamente en todos los casos los resultados observados…Sin embargo la teoría semicorpuscular [sic.] por la que Einstein llegó a su ecuación parece actualmente completamente insostenible”. Millikan también describió la teoría de Einstein sobre las partículas de luz como una “hipótesis atrevida, por no llamarla insensata”. Millikan sabía que sin las ecuaciones de Einstein no se podía explicar el fenómeno de la fotoelectricidad usando el punto de vista clásico sobre la luz, por lo que sabía que algo tenía que cambiar, pero la introducción arbitraria de los fotones no era, para su gusto, la respuesta. Además Millikan trabajaba con Michelson (su director de tesis), que creyó toda su vida en la existencia de un éter a través del que las ondas de luz viajaban (a pesar de que sus propios experimentos demostraban su no existencia), por lo que se reforzaban mutuamente en su creencia en la naturaleza ondulatoria de la luz como la única posible.

Mientras la comunidad científica seguía estos desarrollos, en 1919 Einstein y Millikan aparecieron mencionados juntos en la prensa popular. Ese noviembre se hizo público que las observaciones astronómicas del eclipse solar de ese año confirmaban la teoría general de la relatividad de Einstein, lo que le dio fama instantánea y una serie de artículos en el New York Times. En alguno de ellos aparecía un Einstein altanero que afirmaba que sólo doce personas en el mundo comprendían su teoría. Días después de esto hubo, como era de esperar, una reacción furibunda, y un editorial del propio periódico, del 13 de noviembre, decía: “La gente que se ha sentido un poco molesta porque se les ha dicho que no podrían entender la nueva teoría, ni siquiera si se les explicase con todo cuidado y amabilidad, sentirán alguna clase de satisfacción al saber que la solidez de la deducción de Einstein ha sido puesta en cuestión por R.A. Millikan”.

A pesar de todo, mientras Millikan continuaba negando la existencia de los fotones, su “confirmación” fue un factor que ayudó a que Einstein recibiese el premio Nobel en 1921. En 1923, Millikan recibiría él mismo el premio “por su trabajo sobre la carga elemental de la electricidad y sobre el efecto fotoeléctrico”. En su conferencia con motivo de la recepción del premio, sin embargo, Millikan volvió a mencionar que “el concepto de cuantos de luz localizados a partir del cual Einstein consiguió su ecuación debe ser considerado aún como lejos de estar establecido”.

Nunca hubo, sin embargo, animosidad personal entre los dos científicos, y se respetaban muchísimo el uno al otro. En 1921, Millikan aceptó un trabajo en lo que llegaría a llamarse Instituto de Tecnología de California (Caltech), y se dispuso a convertirlo en una institución puntera en investigación. Millikan ofreció a Einstein un puesto en el Caltech en 1923, pero el físico alemán lo rechazó. Einstein sí aceptó una invitación a visitar los Estados Unidos y Millikan actuó como su anfitrión. Finalmente (y todavía no está muy claro por qué, aunque puede que influyese el creciente antisemitismo en Alemania) en 1931, Einstein aceptó un puesto para enseñar a tiempo parcial en el Caltech.

En 1950, a los 82 años, Millikan escribió su autobiografía. Para entonces toda la comunidad científica había aceptado la existencia de los fotones, incluido Millikan. En el libro, Millikan no menciona que tardó décadas en aceptar las teorías de Einstein. Probablemente nunca sabremos si lo que Millikan contaba era realmente cómo recordaba los acontecimientos o fue la vanidad la que venció y se negó a reconocer lo que claramente había sido un error.

2 comentarios:

Irreductible dijo...

Muy buenos estos artículos de Einstein y... enhorabuena :)

Por cierto, estoy deseando de que llegues al de Einstein y... Blas Cabrera Infante ;) (como posible sugerencia)

Un saludico :)

Mischel dijo...

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