Genesis de fisica

VII. 1. INTRODUCCIÓN
NOS encontramos a principios de 1932. Con el neutrón, recién descubierto, y el protón, conocemos a los constituyentes básicos del núcleo atómico. Si agregamos al electrón y al fotón, tenemos la impresión de haber, por fin, establecido la estructura básica de los átomos. ¿Se habría cumplido por fin el tan anhelado sueño? ¿Serían éstos todos los bloques elementales de lamateria? En agosto del mismo año esta pregunta es respondida con el descubrimiento de la primer antipartícula, el positrón.
El positrón es un electrón con carga positiva. La interacción con el electrón puede resultar en la aniquilación de ambos, con lo que se produce un par de fotones cuya energía equivale a la masa del par electrón-positrón. Esta propiedad define al positrón como la antipartículaasociada al electrón. Los primeros indicios de la existencia del positrón surgieron, como veremos a continuación, del esfuerzo teórico por deducir la estructura electrónica del átomo.
VII.2. EL ÁTOMO DE BOHR
Tan pronto como Rutherford descubrió el núcleo y propuso un modelo para el átomo en que los electrones giraban alrededor del núcleo, surgieron las objeciones. Un electrón, debido a que es unapartícula cargada, cuando se mueve en torno al núcleo, bajo la acción de atracción de su carga eléctrica, debería irradiar ondas electromagnéticas, con lo que perdería energía. Así, en la concepción clásica de Maxwell, ese arreglo sería altamente inestable. El primero en introducir las ideas cuánticas a este problema fue Niels Bohr.
Niels Hendrik David Bohr nació en Dinamarca el 7 de octubre de1885. Hijo de una familia de tradición universitaria y amplios medios económicos, Bohr ingresa a la Universidad de Copenhague en 1903, y permanece allí hasta obtener su doctorado en 1911. En marzo de 1912, Bohr visitó a Rutherford en su laboratorio de Manchester. Durante su estancia aprendió las técnicas experimentales usadas en radiactividad e inició trabajos sobre la estructura atómica,enfocándose originalmente a comprender la absorción de partículas en la materia. A finales de julio regresó a Copenhague, su ciudad natal. En abril de 1913 publicó el primer artículo en el que introduce las ideas de Planck sobre la cuantización para explicar las reglas espectrales empíricas derivadas anteriormente por Balmer para el átomo de hidrógeno (véase figura 6). Aunque el éxito de Bohr en esteaspecto fue rotundo, sus ideas no fueron tomadas en serio inmediatamente, pues su formulación contenía varios postulados introducidos en forma un tanto arbitraria. 




Figura 6. El átomo de Bohr. En un átomo de hidrógeno excitado, el electrón se encuentra en órbitas externas, decayendo a las más internas vía la emisión de la luz. La longitud de onda () correspondiente disminuye al aumentar laenergía de la transición. Para una órbita inicial dada, las diversas alternativas de decaimiento forman una serie. 
Para garantizar la estabilidad del átomo, Bohr propuso que los electrones sólo se mueven en órbitas estacionarias. Los únicos cambios energéticos del sistema son aquellos en que los electrones pasan de una órbita estacionaria a otra. El segundo postulado de Bohr indica que la radiaciónelectromagnética esperada clásicamente para un electrón que gira alrededor del núcleo, sólo ocurre durante la transición entre órbitas estables y no mientras la estructura electrónica se mantenga inalterada. Con esto Bohr introducía una explicación para la observación de líneas espectrales bien definidas, en lugar del continuo de radiación predicho por el electromagnetismo de Maxwell.
Ya en 1921el modelo de Bohr, mejorado por él mismo y por otros autores, describía al átomo como un arreglo de electrones que giran alrededor del núcleo en órbitas caracterizadas por tres numeros cuánticos, que determinan el número de cuantos de energía, de momento angular y su orientación. Tal modelo, sin embargo, no explicaba algunos fenómenos como el llamado efecto Zeeman anómalo.
VII.3. PAULI Y EL...