J.J. Thomson , en su totalidad Sir Joseph John Thomson , (nacido el 18 de diciembre de 1856, Cheetham Hill, cerca de Manchester , Inglaterra — murió agosto 30, 1940, Cambridge, Cambridgeshire), físico inglés que ayudó a revolucionar el conocimiento de la estructura atómica con su descubrimiento del electrón (1897). Recibió el Premio Nobel de Física en 1906 y fue nombrado caballero en 1908.
Thomson era hijo de un librero en un suburbio de Manchester. Cuando tenía solo 14 años, ingresó al Owens College, ahora la Universidad de Manchester. Tuvo la suerte de que, a diferencia de la mayoría de las universidades de la época, Owens impartía algunos cursos de física . En 1876 obtuvo una beca en el Trinity College de Cambridge, donde permaneció el resto de su vida. Después de tomar su B.A. Licenciado en matemáticas en 1880, la oportunidad de realizar una investigación experimental lo atrajo al Laboratorio Cavendish. También comenzó a desarrollar la teoría del electromagnetismo. Según lo expuesto por James Clerk Maxwell, la electricidad y el magnetismo estaban interrelacionados; los cambios cuantitativos en uno produjeron cambios correspondientes en el otro.
Rápido reconocimiento de los logros de Thomson por parte de los comunidad llegó en 1884 con su elección como miembro de la Royal Society de Londres y su nombramiento como presidente de física en el Laboratorio Cavendish. Thomson ingresó a la física en un punto crítico de su historia. Tras los grandes descubrimientos del siglo XIX en electricidad, magnetismo y termodinámica, muchos físicos de la década de 1880 decían que su ciencia estaba llegando a su fin como una mina agotada. En 1900, sin embargo, solo los ancianos conservadores sostuvo este punto de vista, y en 1914 existía una nueva física, que planteaba, de hecho, más preguntas de las que podía responder. La nueva física fue tremendamente emocionante para aquellos que, lo suficientemente afortunados de participar en ella, vieron sus posibilidades ilimitadas. Probablemente no más de media docena de grandes físicos estuvieron asociados con este cambio. Aunque no todos hubieran enumerado los mismos nombres, la mayoría de los calificados para juzgar habría incluido a Thomson.
La línea de trabajo más importante de Thomson, interrumpida solo por conferencias en la Universidad de Princeton en 1896, fue la que lo llevó en 1897 a la conclusión de que todos importar , cualquiera que sea su origen, contiene partículas del mismo tipo que son mucho menos masivas que los átomos de los que forman parte. Ahora se llaman electrones, aunque originalmente los llamó corpúsculos. Su descubrimiento fue el resultado de un intento de resolver una controversia de larga data sobre la naturaleza de los rayos catódicos, que ocurren cuando un corriente eléctrica se impulsa a través de un recipiente del que se ha bombeado la mayor parte del aire u otro gas. Casi todos los físicos alemanes de la época sostenían que estos rayos visibles eran producidos por la presencia en el éter, una sustancia ingrávida que entonces se pensaba que impregnaba todo el espacio, pero que no eran ni la luz ordinaria ni la luz recientemente descubierta. Rayos X . Los físicos británicos y franceses, por otro lado, creían que estos rayos eran partículas electrificadas. Al aplicar una técnica de vacío mejorada, Thomson pudo presentar un argumento convincente de que estos rayos estaban compuestos de partículas. Además, estos rayos parecían estar compuestos por las mismas partículas o corpúsculos, independientemente del tipo de gas que transportaba la descarga eléctrica o del tipo de metales que se usaban como conductores. La conclusión de Thomson de que los corpúsculos estaban presentes en todo tipo de materia se fortaleció durante los siguientes tres años cuando descubrió que los corpúsculos con las mismas propiedades se podían producir de otras formas, por ejemplo, a partir de metales calientes. Se puede describir a Thomson como el hombre que dividió el átomo por primera vez, aunque chip podría ser una palabra mejor, en vista del tamaño y la cantidad de electrones. Aunque algunos átomos contienen muchos electrones, la masa total de los electrones nunca es tanto como 1/1000 la del átomo.
J.J. Thomson: tubo de rayos catódicos Tubo de rayos catódicos que utilizó J.J. Thomson para descubrir el electrón. Museo de Ciencias de Londres
estado de la primera ley de movimiento de newton
Para el cambio de siglo, la mayor parte del mundo científico había aceptado plenamente el descubrimiento de gran alcance de Thomson. En 1903 tuvo la oportunidad de ampliar sus puntos de vista sobre el comportamiento de las partículas subatómicas en los fenómenos naturales cuando, en sus Conferencias Silliman en Universidad de Yale , sugirió una teoría discontinua de la luz; su hipótesis presagió la teoría posterior de los fotones de Albert Einstein. En 1906 recibió el Premio Nobel de Física por sus investigaciones sobre la conductividad eléctrica de los gases; en 1908 fue nombrado caballero; en 1909 fue nombrado presidente de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia; y en 1912 recibió la Orden del Mérito.
Thomson era, sin embargo, de ninguna manera un científico solitario. Durante sus años más fructíferos como científico, fue director administrativo del exitoso Laboratorio Cavendish. (Fue allí donde conoció a Rose Elizabeth Paget, con quien se casó en 1890.) No solo administró los proyectos de investigación, sino que también financió dos adiciones a los edificios del laboratorio principalmente con las cuotas de los estudiantes, con poco apoyo de la universidad y las facultades. Excepto por su parte de una pequeña subvención del gobierno a la Royal Society para ayudar a todas las universidades británicas y todas las ramas de la ciencia, el Laboratorio Cavendish no recibió ningún otro subsidio del gobierno, ni hubo contribuciones de corporaciones o industrias caritativas. Un obsequio de un miembro dedicado del personal hizo posible la compra de una pequeña máquina de aire líquido esencial para la investigación de Thomson sobre rayos positivos, que aumentó considerablemente el conocimiento de los núcleos atómicos recientemente descubiertos.
Thomson fue, además, un maestro sobresaliente; su importancia en la física dependía casi tanto del trabajo que inspiraba en otros como del que hacía él mismo. El grupo de hombres que reunió a su alrededor entre 1895 y 1914 procedía de todas partes del mundo y, después de trabajar con él, muchos aceptaron cátedras en el extranjero. Se entregaron siete premios Nobel a quienes trabajaron con él. Fue mientras trabajaba con Thomson en el Laboratorio Cavendish en 1910, por ejemplo, que Ernest Rutherford realizó la investigación que condujo a la comprensión moderna de la estructura interna del átomo. En el proceso, el Modelo atómico de Rutherford suplantó el llamado modelo de pudín de ciruela de estructura atómica propuesto por Lord Kelvin; este último se conoce como modelo atómico de Thomson debido al fuerte apoyo que Thomson le brindó durante algunos años.
Thomson se tomaba muy en serio sus deberes docentes: daba conferencias regularmente en las clases de primaria por la mañana y para los posgraduados por la tarde. Consideraba que la enseñanza era útil para un investigador, ya que requería que reconsiderara ideas básicas que de otro modo podrían haberse dado por sentadas. Nunca aconsejó a un hombre que entrara en un nuevo campo de investigación que comenzara por leer el trabajo ya hecho. Más bien, Thomson pensó que era prudente que el investigador aclarara primero sus propias ideas. Entonces podría leer con seguridad los informes de otros sin que sus propios puntos de vista se vean influenciados por suposiciones que podrían resultarle difíciles de ignorar.
Sir J.J. Thomson Sir J.J. Thomson, detalle de un dibujo a lápiz de Walter Monnington, 1932; en la National Portrait Gallery de Londres. Cortesía de la National Portrait Gallery, Londres
Thomson demostró su amplia gama de intereses fuera de la ciencia por su interés en la política, la ficción actual, el teatro, los deportes universitarios y los aspectos no técnicos de la ciencia. Aunque no era atlético, era un fanático entusiasta de los equipos de rugby y cricket de Cambridge. Pero su mayor interés fuera de la física estaba en las plantas. Disfrutaba de largas caminatas por el campo, especialmente en las regiones montañosas cerca de Cambridge, donde buscaba raros especímenes botánicos para su elaborado jardín. En 1918, Thomson fue nombrado maestro del Trinity College. Este puesto, en el que permaneció hasta su muerte, le dio la oportunidad de conocer a muchos jóvenes cuyos intereses se encontraban fuera del campo de la ciencia. Disfrutó de estas reuniones e hizo muchos nuevos amigos.
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En gran medida, fue Thomson quien hizo de la física atómica una ciencia moderna. Los estudios de la organización nuclear que continúan hasta el día de hoy y la posterior identificación de partículas elementales siguieron a su logro más destacado, su descubrimiento del electrón en 1897. Aunque esta física ha planteado muchas preguntas teóricas, desde el principio rápidamente dio lugar a aplicaciones prácticas en tecnología e industria.
