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Físico

Joseph John Thomson

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Biografía de Joseph John Thomson
Dominio Público

Biografía de Joseph John Thomson

Joseph John Thomson (18 de diciembre de 1856- 30 de agosto de 1940) Nació en Cheetham, Manchester, Reino Unido. Físico y matemático británico, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1906, por sus aportes en relación a la conducción de la electricidad a través de los gases. Thomson es reconocido por sus estudios sobre el electrón y la Teoría del pudín de ciruelas, también llamada Modelo atómico de Thomson, esta teoría ahonda sobre la estructura atómica del átomo y la importancia de los electrones o carga negativa. Hijo de Joseph James Thomson y Emma Swindells, tuvo como hermano a Frederick Vernon Thomson. Su padre era un librero, siempre se preocupó por brindarle la mejor educación a sus hijos, este quería que Joseph J. Thomson estudiara ingeniería.

 

Estudios y docencia

Desde temprana edad estuvo interesado por las matemáticas y el conocimiento; en 1870 ingresó al Owens College, alrededor de 1876 acudió al Trinity College de Cambridge. Obtuvo su título como Licenciado en Matemáticas en 1883. Tras terminar sus estudios empezó a desempeñarse como docente en la misma institución, enseñó matemáticas y física. Desde 1884, estuvo a cargo de la catedra Cavendish y más tarde, fue nombrado Director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, puesto que ocupó desde 1918 hasta su muerte en 1940.

Mientras trabajaba en el Laboratorio Cavendish conoció al físico Niels Bohr, con el cual tuvo una cercana relación; durante este periodo fue profesor del famoso físico y químico neozelandés, Ernest Rutherford. En 1890 contrajo matrimonio con la hija de sir George E. Pagetm, Rose Elisabeth. Thomson se desempeñó como profesor de filosofía natural de la Royal Institution of Great Britain ubicada en Gran Bretaña, ocupó este puesto entre 1905-1918, al dejar la institución el puesto fue tomado por Tomás Young; por el mismo periodo de tiempo fue el Presidente de la Royal Society entre 1915 y 1920. Tras la catedra en la Royal Institution of Great Britain regresó a Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge. Thomson falleció el 30 de agosto de 1940, en Cambridge, posteriormente fue enterrado en la Abadía de Westminster.

Obra de Joseph John Thomson

Thomson empezó a investigar sobre la estructura atómica mientras estaba estudiando y desempeñándose como docente de la catedra Cavendish. A lo largo de su carrera investigó sobre los rayos catódicos; mientras llevaba a cabo diversos experimentos con estos descubrió que los campos eléctricos podían desviar la dirección de los rayos catódicos. Después de este descubrimiento se dedicó por completo a indagar sobre la causa de la desviación, el modo en que se desviaba y la relación de estos con la carga y la masa de las partículas.

En 1897 mientras realizaba experimentos con los tubos de rayos catódicos, descubrió una nueva partícula, la cual era más ligera que el hidrogeno, esta fue llamada electrón. Thomson fue el primer científico que identificó las partículas subatómicas. Después de descubrir el electrón se enfocó en desentrañar todos los misterios que rodeaban a esta partícula subatómica, para esto construyó una herramienta que permitiera el análisis de la composición del átomo, este instrumento fue patentado con el nombre de Espectrómetro de masa.

Con esta herramienta, Thomson, encontró la relación entre la masa del electrón y la carga eléctrica. Haciendo uso de esta herramienta, descubrió que el neón tiene dos isótopos, los cuales son el neón-20 y el neón-22. Tras varios años de investigación, Thomson formuló la Teoría del pudín de ciruelas, también conocida como el Modelo atómico de Thomson. Esta era un nuevo modelo de estructura atómica en el cual, Thomson, exponía que los electrones eran como ciruelas en un pudin hecho de materia positiva. Su modelo fue erróneo, pues este suponía que los electrones se mezclaban homogéneamente con las cargas positivas, más tarde fue demostrado que no era de esa forma.

Tras terminar sus estudios sobre el electrón se enfocó en la conducción eléctrica, realizó diversos experimentos y estudios sobre el paso de la electricidad a través del interior de los gases. En él estudió, analizó y calculó, cuál era la cantidad de electricidad trasladada por cada átomo, asimismo, calculó el número de moléculas por centímetro cúbico. Este trabajo le hizo merecedor del Premio Nobel de Física en 1906. A lo largo de su trayectoria como físico publicó numerosos estudios, entre los más destacados se encuentran:  The discharge of electricity through gases (1898), Conduction of Electricity Through Gases  (1903), The Corpuscular Theory of Matter (1907) y  The Electron in Chemistry  (1923) y Recollections and Reflections (1936).

Biografía

Robert Hooke

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Biografía de Robert Hooke
Rita Greer, FAL, via Wikimedia Commons

Biografía de Robert Hooke

Robert Hooke (28 de julio de 1635- 3 de marzo de 1703) fue un físico y astrónomo inglés, autor de la ley de la elasticidad que lleva su nombre. Aunque es principalmente conocido por sus estudios en elasticidad, también fueron notables sus descubrimientos astronómicos, aportaciones a la biología y la ciencia en general. Realizó estudios en la Universidad de Oxford. Fue el primero en afirmar que toda la materia se expande cuando se calienta y que el aire está formado por partículas separadas entre sí por distancias relativamente grandes. Tuvo una amarga controversia con Newton tras formular la teoría de los movimientos planetarios o la ley del cuadrado inverso (1768).

Primeros años

Hooke nació en el seno de una familia de origen humilde en Freshwater, Inglaterra. Fue el menor de los cuatro hijos de Cecily Gyles y John Hooke, un sacerdote rural que no tenía los medios para enviar a su hijo a la escuela. Su padre hizo de profesor enseñándole a leer, escribir y calcular. Desde entonces, probó tener un gran talento para las ciencias. Al término de sus primeros estudios se trasladó a Londres para ingresar en la escuela de Westminster, donde demostró ser un excelente estudiante y gracias a su buen rendimiento logró ingresar en la Universidad de Oxford.

Bomba de aire y la ley de Hooke

Estando allí, en 1655, Hooke colaboró con Robert Boyle en la construcción de una bomba de aire boyleana. Cinco años después formuló su ley de la elasticidad (ley de Hooke), que establece que el estiramiento de un cuerpo sólido es proporcional a la fuerza aplicada para producir dicho estiramiento. Su ley sentó las bases para los estudios de tensión y deformación y una mejor comprensión de los materiales elásticos. Hooke aplicó estos estudios a la construcción de componentes de relojes y a su interés por mejorar el control de los relojes de péndulo. En 1662 fue nombrado curador de experimentos de la Royal Society de Londres y un año después fue elegido miembro.

Aportaciones a la astronomía

Hooke fue uno de los primeros en construir un telescopio reflector gregoriano. Con este, en 1644, descubrió la quinta estrella del Trapecio, un asterismo en la constelación de Orión; además fue el primero en sugerir que Júpiter giraba sobre su propio eje. Actualmente se sabe que Júpiter tarda poco menos de diez  horas en girar sobre su eje. Sus detallados bocetos de Marte fueron usados  en el siglo XIX para determinar la velocidad de rotación de ese planeta. En 1665 fue nombrado profesor de geometría del Gresham College.

Teoría celular

“Micrographia” (1665)See page for author, CC BY 4.0, via Wikimedia Commons

Más tarde ese año, Hooke publicó “Micrographia (1665), obra en la que estudió e ilustró a detalle las estructuras de diversos insectos, fósiles y plantas iniciando con un serie de observaciones microscópicas. Después de examinar la estructura porosa del corcho, Hooke utilizó por primera vez la palabra “célula” para nombrar las cavidades microscópicas de panal que veía en el corcho. En el siglo XIX, las ciencias modernas adoptaron este término para designar la unidad fundamental de todos los organismos vivos (la Célula).

“Micrographia”  también incluía estudios e ilustraciones sobre la estructura de los copos de nieve. Hooke discutió la posibilidad de fabricar fibras artificiales a través un proceso similar al que realizaban los gusanos de seda. Sus estudios sobre fósiles le llevaron a convertirse en uno de los primeros proponentes de la teoría de la evolución de las especies.

“La naturaleza … es, por así decirlo, una circulación continua”. Robert Hooke

Teoría de los movimientos planetarios

En 1666 sugirió que la fuerza de gravedad podía medirse utilizando el movimiento de un péndulo e intentó demostrar que la Tierra y la Luna siguen una trayectoria elíptica al desplazarse alrededor del Sol. Si bien sus ideas se anticiparon a la ley de gravitación universal, Hooke no llegó desarrollarlas; fue Isaac Newton, quien descubrió la ley de la gravedad  gracias a los tres principios fundamentales de sus leyes del movimiento. En 1672 descubrió el fenómeno de la difracción o la curvatura de los rayos de luz alrededor de las esquinas; para explicar este fenómeno, ofreció la teoría ondulatoria de la luz. Fue el primero en conferir un comportamiento ondulatorio a la luz .

Para describir los movimientos planetarios, estableció en 1678 la ley del cuadrado inverso, una ley que Newton más tarde usó en forma modificada. Hooke se quejó de que no se le dio crédito suficiente por la ley y se vio envuelto en una amarga controversia con el también científico. Hooke fue entonces el primero en afirmar que toda la materia se expande cuando se calienta y que el aire está formado por partículas separadas entre sí por distancias relativamente grandes.

Muerte

Hooke falleció el 3 de marzo de 1703 en Londres. Nunca se casó a pesar de tener una relación sentimental duradera con su sobrina Gracia Hooke.

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Biografía

George Gamow

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Fuente: grag.org

Biografía de George Gamow

Gueórgui Antónovich Gámov  ( 4 de marzo de 1904 – 19 de agosto de 1968), también conocido como George Gamow, fue un físico y astrónomo estadounidense de origen ruso. Fue uno de los principales exponentes de la teoría del Universo en expansión al desarrollar junto con Ralph Alpher la teoría sobre el origen de los elementos químicos, más conocida como Big Bang e inicialmente formulada por Lemaître.  Gamow realizó estudios en las universidades de Novorossia y Leningrado, obteniendo en 1926 la licenciatura y dos años después el doctorado. Luego de completar sus estudios en Gotinga, con  Niels Bohr, y en Cambridge junto a Ernest Rutherford, fue nombrado profesor en la Universidad de Leningrado. En 1934 se radicó en Estados Unidos, país en el que publicó su famoso articulo sobre “El origen de los elementos químicos” con Alpher.

Bio

Gamow nació el 4 de marzo de 1904 en Odesa, Ucrania. Hijo de una pareja de educadores, su padre enseñaba lengua y literatura rusa, mientras su madre enseñaba geografía e historia en una escuela para niñas. En 1922, Gamow ingresó en el Instituto de Física y Matemáticas de la Universidad de Novorossia. Un año después pasó estudiar en la Universidad de Leningrado, centro en el que obtuvo la licenciatura (1926) y  doctorado (1928) y estudió brevemente con A. Fridman.

Estudios

Después de graduarse en 1928, Gamow viajó Gotinga, donde desarrolló su teoría cuántica de la radiactividad, la primera explicación exitosa del comportamiento de los elementos radiactivos. Su logró le valió una beca en el Instituto de Física Teórica de la Universidad de Copenhague (1928-29), en el que continuó sus investigaciones en física nuclear junto a Niels Bohr. Mientras estaba ahí propuso su modelo de la “gota líquida”, que sirvió de base para las teorías modernas de fusión y fisión nuclear.  Además colaboró con F. Houtermans y R. Atkinson en el desarrollo de una teoría de las velocidades de las reacciones termonucleares dentro de las estrellas.

Finalmente, completó su formación en Cambridge, Inglaterra, con Ernest Rutherford. Con sólo 25 años, Gamow se convirtió en uno de los mayores expertos de la física nuclear, tanto así que en 1931 fue elegido miembro de la Academia de las Ciencias de Rusia. Ese mismo año, fue nombrado profesor física en la Universidad de Leningrado, en la que fue uno de los diseñadores del primer ciclotrón europeo. En 1933, la opresión de la Unión soviética le llevó a huir, junto a su esposa, mientras estaba en congreso en Bruselas,  ayudado por Marie Curie y otros científicos.

Exilio

Entre 1933-1934 estuvo en el Instituto Pierre Curie de París y fue profesor visitante en la Universidad de Londres.  En 1934 se trasladó finalmente a Estados Unidos y fue contratado como profesor de física por la Universidad George Washington, donde permaneció hasta 1956.  Dos años después de su llegada colaboró con Edward Teller en el desarrollo de una teoría de la desintegración beta (1936).

La Segunda Guerra Mundial y el Big Bang

Una vez adquirida la nacionalidad, durante la Segunda Guerra Mundial, Gamow fue llamado por el gobierno para trabajar junto a otros científicos en el Proyecto Manhattan, cuyo objetivo era la construcción de la bomba atómica. Poco a poco dejó de trabajar solamente en temas de la física nuclear y empezó a interesarse por la cosmología, el nacimiento estelar, la evolución y la energía de las estrellas.

En 1948, Gamow publicó su famoso articulo “El origen de los elementos químicos”, junto a Ralph Alpher, desarrolló una teoría sobre la formación de los elementos químicos en  base la explosión originaria de un átomo primordial en elevadísima densidad. Con Alpher, Gamow explicó la formación del hidrógeno y el helio durante los primeros instantes Universo, después de la gran explosión. Esta teoría, había sido formulada por Lemaître en 1931, sin embargo fue Gamow quien en últimas contribuyó a divulgarla.

“Se tardó menos de una hora en hacer los átomos, unos pocos cientos de millones de años en hacer las estrellas y los planetas, pero se tardaron cinco mil millones de años en hacer al hombre”.  George Gamow

Gamow también desarrolló la teoría Gamow-Teller, sobre las estructuras internas de las estrellas gigantes rojas (1942) y profundizó en el descubrimiento de Hans Bethe acerca del ciclo de la energía estelar.

Gamow fue uno de los primeros científicos en negar la idea del enfriamiento del Sol. En 1954 sus intereses científicos crecieron hasta abarcar la bioquímica. Propuso el concepto de un código genético y  teorizó sobre la composición del código en base al orden de tripletas de nucleótidos. Aunque se equivocó en los cálculos, su propuesta fue reivindicada durante el rápido desarrollo de la teoría genética.

Últimos años

En 1958 contrajo segundas nupcias con Barbara Perkins. Desde 1956 hasta su muerte, fue profesor de física teórica en la Universidad de Colorado– Boulder. El mismo año en que llegó a la universidad,  recibió el Premio Kalinga,  otorgado por la UNESCO en reconocimiento a su labor divulgativa.

Sus obras más importantes fueron Un, dos, tres… infinito (1947); la serie Mr. Tompkins: El breviario del Señor tompkins. El país de las maravillas y la investigación del átomo;  El nacimiento y la muerte del Sol (1940); La creación del universo (1952);  A Planet Called Earth (1963),  y A Star Called the Sun (1964).

Gamow falleció el 19 de agosto de 1968 en Colorado.

Frases de George Gamow

  • “Si la expansión del espacio del universo es uniforme en todas direcciones, un observador situado en cualquiera de las galaxias verá como todas las demás galaxias se alejan de él a velocidades proporcionales a su distancia al observador”
  • “Así que solo estoy sentado y esperando, escuchando, y si viene algo interesante, solo me incorporo”
  • “Se tardó menos de una hora en hacer los átomos, unos pocos cientos de millones de años en hacer las estrellas y los planetas, pero se tardaron cinco mil millones de años en hacer al hombre”
  • “No importa cuánto te agrade una teoría: si los resultados experimentales la refutan, habrá que arrojarla a la basura”
  • “Avanzamos más de prisa o la calle se vuelve más corta: a fin de cuentas, da lo mismo”

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Biografía

Murray Gell-Mann

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Biografía de Murray Gell-Mann
Melirius, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Biografía de Murray Gell-Mann

Murray Gell-Mann (15 de septiembre de 1929 – 24 de mayo de 2019)​ fue un físico teórico estadounidense, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1969. Niño prodigio, comenzó estudios en Yale a los 15 años y se licenció en Física con 19. Obtuvo su doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y fue miembro del equipo del Instituto de Estudios Nucleares en la Universidad de Chicago en los años 50. En 1961 propuso de manera independiente, al físico Yuval Ne’eman, el sistema de clasificación de partículas elementales pesadas denominado método óctuplo. Más tarde predijo la existencia de los quarks y, en 1967, ocupó la cátedra Millikan de física teórica en el Instituto Tecnológico de California. Por sus descubrimientos e investigaciones, en 1969, recibió el Premio Nobel de Física.

Primeros años

Gell-Mann nació en Nueva York en el seno de una familia de inmigrantes judíos. Sus padres fueron Pauline Reichstein y Arthur Isidore Gell-Mann. A los quince años ingresó a la Universidad de Yale y se licenció en Física con tan sólo diecinueve. Tres años después, en 1951, obtuvo su doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, presentando una tesis sobre las partículas subatómicas. Este tema estuvo presente en gran parte de su trayectoria investigadora.

Luego de terminar sus estudios, se unió al equipo del Instituto de Estudios Nucleares en la Universidad de Chicago. Trabajó como profesor hasta 1955, para luego asentarse en el Instituto Tecnológico de California. Ahí ocupó la cátedra Millikan de física teórica en el año 1967.

Murray Gell-Mann: aportaciones y Premio Nobel

Gell-Mann hizo numerosas aportaciones al campo de la física, por lo que está considerado una de sus figuras más relevantes. Interesado en el mundo de las partículas elementales o subatómicas, en 1953, definió la propiedad cuántica conocida como extrañeza, para referirse a las extrañas pautas de desintegración de cierto tipo de mesones.

Unos años después, en 1961, Gell-Mann y Yuval Ne’eman, propusieron de manera independiente el sistema de clasificación de las partículas elementales pesadas llamado método óctuplo. Este esquema agrupaba mesones y bariones en multipletes de 1, 8 y hasta 27 miembros teniendo en cuenta sus propiedades. Gracias a este descubrimiento, Gell-Mann predijo la existencia de la partícula omega negativa, detectada más tarde con el uso de un acelerador de particular.

En 1963 predijo la existencia de los quarks, término que además acuñó. Su descubrimiento (el del quark) en 1964, sería uno de los más importantes en la historia de la Física. En 1969 recibió el Premio Nobel de Física, por sus revolucionarios descubrimientos sobre las partículas elementales.

Fue autor del libro de divulgación científica, El Quark y el jaguar: aventuras en lo simple y en lo complejo, publicado en 1994.

Vida personal

Estuvo casado con Margaret J. Dow, de 1955 a 1981. En 1992 contrajo matrimonio con Marcia Southwick y tuvo dos hijos Nicholas y Elizabeth.

Muerte

Gell-Mann falleció, en Santa Fe, Nuevo México, el 24 de mayo de 2019. Tenia 89 años.

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