El modelo del electr\u00f3n propuesto por Hendrik Lorentz en 1892 sirvi\u00f3 de nexo entre la f\u00edsica cl\u00e1sica y la moderna.<\/p>\n
Este mes se cumplen 120 a\u00f1os de una creaci\u00f3n tan profunda como influyente: la teor\u00eda del electr\u00f3n propuesta por Hendrik Antoon Lorentz. Su electr\u00f3n no era solo una hipot\u00e9tica part\u00edcula elemental, sino la piedra angular de una ambiciosa teor\u00eda de la naturaleza. Hoy, los f\u00edsicos se han acostumbrado a la idea de que una descripci\u00f3n completa del mundo pueda emerger a partir de unas ecuaciones simples y elegantes. Con anterioridad al trabajo de Lorentz, sin embargo, dicha posibilidad no pasaba de pura m\u00edstica.<\/p>\n
Para la mayor\u00eda de los expertos, el momento cumbre de la f\u00edsica del siglo XIX lleg\u00f3 con la teor\u00eda de los campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos, englobados en la s\u00edntesis matem\u00e1tica que James Clerk Maxwell public\u00f3 en 1864. Desde entonces, la disciplina fue cubierta por una bruma que solo se despej\u00f3 cuando, a principios del siglo XX, nacieron la teor\u00eda de la relatividad y la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica. Esta leyenda ensombrece el nexo que existi\u00f3 entre ambos momentos, un logro brillante en s\u00ed mismo y construido gracias a una labor heroica.<\/p>\n
Para ponernos un contexto debemos, en primer lugar, admitir una blasfemia: la exposici\u00f3n de Maxwell sobre sus propias ecuaciones es un aut\u00e9ntico caos. En sus art\u00edculos no encontraremos por ning\u00fan lado la estructura clara, compacta y elegante bajo la cual los estudiantes aprenden hoy las \u201cecuaciones de Maxwell\u201d. En su lugar, hallamos un c\u00famulo de s\u00edmbolos y un torrente descontrolado de palabras y ecuaciones. Maxwell, un hombre humilde, no supo percatarse de que estaba escribiendo poes\u00eda para la posteridad, digna de ser grabada en piedra, por lo que se limit\u00f3 a sintetizar en lenguaje matem\u00e1tico todos los conocimientos de su \u00e9poca sobre la electricidad y el magnetismo. En sus escritos, las ecuaciones fundamentales se mezclan con una fenomenolog\u00eda improvisada.<\/p>\n
Lorentz purific\u00f3 el mensaje que escond\u00edan las ecuaciones de Maxwell y separ\u00f3 el grano de la paja. El grano: cuatro ecuaciones que describen la respuesta de los campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos a las cargas el\u00e9ctricas en movimiento, m\u00e1s otra que especifica la fuerza que estos campos ejercen sobre una carga. La paja: todo lo dem\u00e1s.<\/p>\n
Desde entonces contamos con un conjunto de ecuaciones bien definidas que nos permiten describir el comportamiento de los objetos que poseen una masa y una carga dadas. Pero \u00bfpodr\u00edan emplearse esas ecuaciones para erigir una teor\u00eda de la materia basada en un concepto idealizado de \u201c\u00e1tomo\u201d de carga el\u00e9ctrica? Esa fue la tarea que Lorentz acometi\u00f3 con su teor\u00eda del electr\u00f3n. A partir del art\u00edculo de 1892, Lorentz y sus adeptos emplearon dicha teor\u00eda para explicar, una tras otra, las propiedades de la materia: la conducci\u00f3n de la electricidad y el calor, el comportamiento diel\u00e9ctrico, o la reflexi\u00f3n y la refracci\u00f3n de la luz, entre otras. De esa manera se sentaban los cimientos de las disciplinas que hoy denominamos electr\u00f3nica o ciencia de materiales. El broche de oro lleg\u00f3 en 1897, cuando Joseph John Thomson demostr\u00f3 experimentalmente la existencia del electr\u00f3n. (Podr\u00edamos decir que este fue concebido en 1892 y que naci\u00f3 en 1897).<\/p>\n
Gran parte del art\u00edculo de Lorentz de 1892 versa sobre la idea, muy tentadora pero no exenta de problemas, de que la masa del electr\u00f3n se deba a su carga el\u00e9ctrica. Una carga en movimiento genera campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos, los cuales exhiben una resistencia natural al cambio y, a su vez, afectan al movimiento de la part\u00edcula. \u00bfPodr\u00eda ser dicha reacci\u00f3n del electr\u00f3n a su propio campo la causante de su inercia y, por ende, de su masa? Tales ideas cuentan con una larga historia: Arist\u00f3teles ya hab\u00eda intentado explicar la inercia de los cuerpos a partir de la resistencia que el aire opon\u00eda a su movimiento. La idea de Lorentz acera de una \u201cmasa electromagn\u00e9tica\u201d ejerci\u00f3 una influencia enorme. Uno de los trabajos t\u00e9cnicos que inspir\u00f3 su propuesta, realizado junto a Henri Poincar\u00e9, anticip\u00f3 buena parte de las ideas de la teor\u00eda de la relatividad especial de Albert Einstein.<\/p>\n
Sin embargo, la llegada de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica cambi\u00f3 las reglas del juego, y la idea que de la masa del electr\u00f3n se debiese a una reacci\u00f3n a su propio campo dej\u00f3 de resultar viable. Con todo, no deja de resultar sorprendente que, a\u00f1os despu\u00e9s, mis colaboradores y yo logr\u00e1semos explicar la masa de los protones, neutrones y otras part\u00edculas que experimentan los efectos de la interacci\u00f3n nuclear fuerte a partir de una idea similar a la de Lorentz. La inercia de esas part\u00edculas se debe al efecto que sobre ellas genera su propio campo de gluones, part\u00edculas que quedan descritas por la hermana mayor del electromagnetismo: la cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica. Aunque por lo general se concede a la part\u00edcula de Higgs el m\u00e9rito de dotar de masa a la materia, su contribuci\u00f3n a la masa final de la materia ordinaria resulta muy peque\u00f1a. La bella idea de Lorentz, en su versi\u00f3n moderna, explica la mayor parte de la masa del mundo que nos rodea.<\/p>\n
Aunque finalmente reemplazada por otra, la teor\u00eda del electr\u00f3n de Lorentz desempe\u00f1\u00f3 un papel fundamental en el camino hacia la f\u00edsica moderna. Al identificar las respuestas correctas a las preguntas adecuadas, Lorentz allan\u00f3 el camino a la teor\u00eda de la relatividad y la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica. Hacia el final de su vida, Einstein le dedic\u00f3 un homenaje memorable; \u201cPara m\u00ed, \u00e9l signific\u00f3 m\u00e1s que cualquier otro a quien haya encontrado en el viaje de mi vida\u201d.<\/p>\n
*Frank Wilczek es f\u00edsico te\u00f3rico en el Instituto de Tecnolog\u00eda de Massachusetts. En 2004 recibi\u00f3 el premio Nobel de f\u00edsica por su contribuci\u00f3n al desarrollo de la cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica, la teor\u00eda de las interacciones nucleares fuertes. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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