El año milagroso de Einstein

El año milagroso de Einstein
Al igual que Isaac Newton tuvo su annus mirabilis en 1666 tras su retiro a Lincolnshire, Albert Einstein vivió el suyo en el año 1905. Se hace imposible sobredimensionar la importancia de los trabajos presentados por Einstein a lo largo de ese año.
   En la primavera de 1905 Albert Einstein escribía al matemático Konrad Habicht, su amigo y padrino de boda dos años antes: «¿Por qué no me has enviado todavía tu tesis? ¿No sabes que yo sería el único que la iba a leer con interés y placer? A cambio, te prometo cuatro artículos […] el primero […] es muy revolucionario» [1].
   En el primero, el que había referido a su amigo Habicht, Sobre un punto de vista heurístico referente a la emisión y transformación de la luz [2], ofreció una explicación del efecto fotoeléctrico, fenómeno ya observado por el físico Philipp Lenard en 1899, según el cual la luz, cuando era proyectada sobre delgadas hojas de metal, tenía la capacidad de extraer electrones del metal, dando cuenta de por qué, para una frecuencia de luz dada, el índice de electrones extraídos del metal dependía directamente de la intensidad de la luz incidente, al tiempo que por debajo de cierta frecuencia, la luz, independientemente de su intensidad, era incapaz de provocar la emisión de electrón alguno. Asimismo explicó por qué la energía de los electrones extraídos solo era función de la frecuencia de la luz, sin depender de su intensidad. Introdujo la idea de que la energía se intercambia en forma de paquetes discretos, dotando al cuanto de energía de una realidad física más allá de la utilidad matemática que había supuesto para Max Planck. Denominó Lichtquanten a estos cuantos de luz, término al que el químico estadounidense Gilbert N. Lewis daría en 1926 la denominación definitiva de fotón.
   En el segundo, Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en un líquido estacionario requerido por la teoría cinética molecular del calor [3], estudió el conocido como efecto browniano, fenómeno descubierto en 1827 por el biólogo escocés Robert Brown, cuando observó cómo minúsculas partículas de polen introducidas en agua se desplazaban con movimientos aleatorios, algo a lo que no supo dar explicación. Einstein, haciendo uso de las herramientas aportadas por la incipiente mecánica estadística, explicó detalladamente en su artículo cómo el movimiento era debido al choque de las partículas de polen con las moléculas de agua individuales que se movían de forma azarosa, aportando evidencia empírica suficiente para demostrar la existencia de los átomos.
   El tercer trabajo, Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento [4], sienta las bases de la relatividad especial (o restringida). Partió de considerar constante la velocidad de la luz en cualquier sistema de referencia y extendió los trabajos previos de Lorentz, basados en la cinemática exclusivamente de los cuerpos cargados eléctricamente, a cualquier sistema físico, estuviese sometido o no a las leyes del electromagnetismo. Cimentó su trabajo en dos consideraciones básicas: 1) que la velocidad de la luz en el vacío es la misma para cualquier sistema de referencia inercial; y 2) que las leyes físicas adoptan la misma forma en todos los sistemas con movimiento uniforme. Con su trabajo Einstein consiguió compatibilizar la mecánica de Galileo-Newton con el electromagnetismo de Maxwell. Más tarde, en el contexto de la relatividad general, Einstein extendería la relatividad especial también a los sistemas no inerciales.
   En el cuarto trabajo, de solo tres páginas, ¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía? [5], aparece por primera vez la relación de equivalencia entre masa y energía, aunque aún no en la forma de la ecuación E=mc2, que no vería la luz hasta unos años más tarde. En la página tres de su artículo, Einstein se refiere a esta equivalencia entre masa y energía como: «Gibt ein Körper die Energíe L in Form von Strahlung ab, so verkleinert sich seine Masse um L/V2» (Si un cuerpo emite la energía L en forma de radiación, su masa queda reducida por L/V2), donde V es la velocidad de la luz en el vacío. La ecuación E=mc2, que establecía definitivamente la equivalencia entre masa y energía, no apareció hasta 1907 en un artículo publicado en Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik (Anuario de la Radiactividad y la Electrónica).

 

Referencias
[1] Hoffmann, B. (1993). Einstein. Barcelona: Salvat, p. 31.
[2] Einstein, A. (1905). Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. Annalen der Physik, vol. 17, no. 6, pp. 132-148.
[3] Einstein, A. (1905). Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen. Annalen der Physik, vol. 17, no. 8, pp. 549-560.
[4] Einstein, A. (1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik, vol. 17, no. 10, pp. 891-921.
[5] Einstein, A. (1905). Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig? . Annalen der Physik, , vol. 18, no. 13, pp. 639-641.

 

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s