En esta biografía corta hablaremos del científico británico, Joseph John Thomson quien fue estimado y reconocido gracias a sus grandes descubrimientos como el electrón; la primera partícula subatómica.
Además, hizo dar a conocer los isótopos e inventó el espectrómetro de masa.
Igualmente, fue ganador de prestigiosos reconocimientos, como el Premio Smith en el año 1880 y el Premio Nobel de Física en 1906. A su vez, también recibió diversas medallas.
Vida temprana
Joseph John Thomson Swindells, nació en Manchester, Inglaterra, Reino Unido el 18 de diciembre de 1856.
La familia de su madre, Emma Swindells, eran propietarios de una empresa de algodón. Así mismo, su padre, Joseph James Thomson se encargaba de dirigir una librería especializada, la cual era herencia de su familia.
El sueño de sus padres era que su hijo fuera un aprendiz de ingeniero en una compañía de locomotoras. Sin embargo, esto no fue posible debido a la muerte de su padre cuando J.J solo tenía 16 años. Aparte, su madre no podía financiar dichos estudios.
Es así como en 1876, J.J adquiere una financiación para sus estudios, pero en matemáticas en la Universidad de Cambridge.
Educación
Desde niño Joseph estuvo muy interesado en la ciencia. En 1870, a los 14 años, se convirtió en estudiante de matemáticas, ingeniería y física en el Owens College (actualmente Universidad de Manchester).
Posteriormente, siguió sus estudios seis años más tarde en la Universidad de Cambridge. Es en esa casa de estudio donde obtuvo su licenciatura en matemáticas con altos honores en 1880.
Aunado a esto, ese mismo año en 1880 obtuvo el premio Smith, un reconocimiento otorgado a estudiantes sobresalientes en matemáticas y física teórica.
Unos años después, J.J termina su maestría en esta prestigiosa universidad en el año 1883. Es más, fue galardonado con uno de los premios de matemáticas más solicitados como lo es el Premio Adams.
Familia e hijos
Contrajo matrimonio en 1890 con Rose Elizabeth Paget, hija del doctor Edward George Paget. Este último, era también profesor en la facultad de medicina en la Universidad de Cambridge.
Luego más tarde, con Rose J.J tuvo dos hijos, George Paget Thomson y Joan Paget Thomson.
Como era de esperarse, el hijo de este letrado logró grandes cosas en el mundo de la ciencia. Este hecho significo para Thomson una satisfacción al ver que su hijo tenía sus mismos intereses.
Ahora bien, George Paget Thomson se convirtió en un destacado físico gracias a sus grandes trabajos. Del mismo modo, al igual que su padre en 1937 fue galardonado con el Premio Nobel de Física.
La razón de este mérito fue gracias a que demostró las propiedades de tipo ondulatorio de los electrones.
Aportes más importantes
A lo largo de su vida, Thomson realizó importantes estudios e increíbles descubrimientos que serian de gran ayuda para el avance de la ciencia.
En sus comienzos como estudiante de investigación, nadie sabía con claridad como era la imagen de un átomo.
Es por esta razón, que J.J. tomó la iniciativa de visualizarlos como un anillo de humo y con ayuda de las matemáticas describiría tal imagen.
Este trabajo tendría como título “Tratado sobre el movimiento de los anillos de vórtice”. Incluso, fue este estudio el que lo llevó a ser merecedor del premio Adams y su maestría.
Además, de su interés por los átomos, Thomson también investigo en el campo de la electricidad y el magnetismo. De esta forma, se interesó en las ecuaciones de James Clerk Maxwell.
Por consiguiente, a los 36 años J.J publicó “Notas sobre investigaciones recientes en electricidad y magnetismo”. Esta obra científica, en algunas veces se describe como “Maxwell´s Equations Volume 3”
El electrón
Anteriormente, en 1891 George Johnstone Stoney había utilizado la palabra electrón para representar la unidad fundamental de carga eléctrica. Sin embargo, no sugirió al electrón como una partícula por derecho propio.
Es en 1897 cuando Thomson, con un tubo de rayos catódicos realizó su tercer y significativo experimento. Durante el mismo, descubrió que las partículas dentro de los rayos catódicos eran mucho más pequeñas que lo antes revelado.
Por tal motivo, se estimó la masa de una partícula de rayos catódicos por el tamaño de la desviación. Y también, midiendo la cantidad de calor que estas generaban cuando golpeaban.
Así mismo, debido a la dirección en la que se desviaban llegó a la conclusión de que estas partículas están cargadas negativamente.
De esta manera, se probó la existencia que la partícula más pequeña que se conoce es el electrón.
Por ende, fue este descubrimiento que llevó a J.J Thomson a ser el ganador del Premio Nobel de Física.
Espectrómetro de masas
Seguidamente, al descubrimiento del electrón, Thomson dio a conocer una nueva herramienta eficaz en el análisis químico. Esta herramienta, tiene por nombre Espectrómetro de masas.
Descriptivamente, su estructura es similar a la de un tubo de rayos catódicos. Pero, en lugar de electrones, su haz de partículas cargadas, está formado por iones positivos.
En relación con lo anterior, es en ese momento donde ocurre la separación de átomos de diferentes masas.
Entonces, se desvían los iones de una línea recta por campos eléctricos-magnéticos. La cantidad de desviación, depende de la masa del ion y de la carga. Pues, las masas bajas y las cargas altas se desvían más.
De igual manera, los elementos químicos presentes en un material pueden deducirse al ionizarlo y someterlo a un espectrómetro de masas. Esto ocurre a medida que se van desviando los iones.
Por otro lado, gracias a este instrumento se descubrió que el neón tiene dos isótopos. Estos son conocidos como el neón-20 y el neón-22.
Isótopos
Ya descubierto el electrón aún quedaban muchas incógnitas para lograr la compresión básica del átomo. Esto sería el estudio de los neutrones y protones que a la fecha no habían sido descubiertos.
En 1912, J.J Thomson supuso que un mismo elemento podría existir con diferentes masas atómicas, es decir, podía existir como isotopos.
Esta pregunta nació en su mente porque su estudiante de investigación Francis Aston disparó un neón ionizado usando el espectrómetro de masas.
Después de tal evento, viendo dos desviaciones distintas donde descubrió el neón en dos formas con masas diferentes, llamados isótopos.
Su aprendiz Aston siguió con estas investigaciones y estudió una gran cantidad de isótopos estables. Años más tarde, fue lo que lo llevó a ganar el Premio Nobel de Química en 1922.
Últimos años y muerte
Siendo un hombre humilde a pesar de sus grandes descubrimientos se dedicó a ser profesor Cavendish de Cambridge desde sus 27 años hasta la fecha de su muerte.
Un número significativo de científicos alcanzaron su camino de grandeza gracias al aprendizaje obtenido con J.J Thomson, siendo sus alumnos realizaron varias investigaciones importantes y fueron ganadores de importantes premios.
J.J Thomson falleció a la edad de 83 años el 30 de agosto de 1940, en la ciudad de nacimiento en Inglaterra. Y fue sepultado en la Nave de la Abadía de Westminster, cerca de grandes científicos como Isaac Newton.
Referencias bibliográficas
- Ruiza, M., Fernández, T. y Tamaro, E. (2004). Biografía de Joseph John Thomson. En Biografías y Vidas. La enciclopedia biográfica en línea. Barcelona (España). Recuperado de https://www.biografiasyvidas.com/biografia/t/thomson.htm el 14 de enero de 2020.
- (2003). Historial de Joseph John Thomson. En Wikipedia La enciclopedia libre. Recuperado de https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Joseph_John_Thomson&dir=prev&action=history el 14 de enero de 2020.
- The Doc. (2015). J.J. Thomson. En Famous Scientists. Recuperado de https://www.famousscientists.org/j-j-thomson/ el 14 de enero de 2020.