José German Vidal Palencia y la Física

ELECTRÓN, PROTÓN, ORIGEN DESCUBIERTO

(Electron, Proton, Origin Discovered)

Investigador independiente

 Germán Vidal Palencia

México, D.F., a 27 de septiembre de 2015

14. CONCLUSIÓN

La idea que actualmente se tiene sobre la constitución de la materia no permite vislumbrar cómo ésta se presentó en el cosmos. Solo se sabe que en el pasado remoto se encontraba reunida en una pequeña región del espacio universal. Expandiéndose violentamente a partir de un Big Bang. A continuación, poco a poco irían surgiendo las galaxias con sus estrellas. 10.000 millones de años después, se originan estructuras planetarias, entre ellas la que ahora forma al Sistema Solar, con sus planetas y demás astros. Debieron transcurrir otros 4.500 millones de años para que la vida apareciera en nuestro planeta. Y varios cientos de millones de años más tarde, también la vida humana inteligente sobre él. A partir de entonces, se inician intentos humanos por describir gradualmente el entorno planetario y cósmico en general, así como los fenómenos lumínicos relacionados con ellos.

El hombre descubre que la luz que nos inunda proveniente del Sol puede ser estudiada y analizada cada vez más profundamente. En 1678 Christian Huygens propone la Teoría Ondulatoria de la Luz. En ese entonces no existen indicios de que la luz pudiera estar formada por corpúsculos, sólo se sospecha que está constituida por ondas que se desplazan en el espacio.

Sobre la teoría corpuscular, “En 1704, Newton escribió su obra más importante sobre óptica, Opticks, en la que exponía sus teorías anteriores y la naturaleza corpuscular de la luz, así como un estudio detallado sobre fenómenos como la refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.

Aunque sus ideas acerca de la naturaleza corpuscular de la luz pronto fueron desacreditadas en favor de la teoría ondulatoria, los científicos actuales han llegado a la conclusión (gracias a los trabajos de Max Planck y Albert Einstein) de que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corpúsculo al mismo tiempo. Esta es la base en la cual se apoya toda la mecánica cuántica.” (35)

Sin embargo, a pesar de los actuales avances en la mecánica cuántica, a partir de esta tesis hemos detectado errores de fondo en lo que se refiere al establecimiento de sus bases. En el Quinto Congreso Solvay que se celebró en octubre de 1927 en Bruselas, para dilucidar el tema “Electrones y Fotones”, se cometió un error fundamental al denominar fotón a la relación de Planck. Considérese que determinaron llamar fotón a una ecuación matemática (E=hv) y no a un posible corpúsculo. Por ejemplo, como el nombre que se adjudica a un electrón, un protón o un neutrón, o inclusive a un planeta o una estrella. Ellos no son ecuaciones, son entes físicos.

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Sí los congresistas acordaron extraer la palabra fotón de la teoría referida a “Atomos de Luz” del físico-químico estadounidense llamado Gilbert Newton Lewis (1875-1946), quien “En 1926 acuñó el término “fotón” para la menor unidad de energía radiante.” (21), también debieron adjudicar este concepto al “cuanto de acción” de Planck, descrito a partir de su constante h, que es a la que se refería Gilbert, y no al “cuanto de luz” de Einstein, que es la relación de Planck.

Después de este congreso, en el futuro de la mecánica cuántica no pasó nada trascendente en cuanto al conocimiento adquirido desde aquella época, relacionado con lo que ahora se conoce como fotón. Lo relevante es que tal error ha significado un freno para el avance de la física cuántica moderna.

La comunidad científica presente en ese congreso donde acudieron los más renombrados personajes de la física y la química, “Fue una generación de oro de la ciencia, posiblemente como no ha habido otra en la historia. Diecisiete de los veintinueve asistentes eran o llegaron a ser ganadores de Premio Nobel, incluyendo a Marie Curie, que había ganado los premios Nobel en dos disciplinas científicas diferentes (Premios Nobel de Física y de Química).(36)  Los científicos allí reunidos  convinieron cambios necesarios para la física cuántica del momento. Sin embargo, como lo hemos visto en esta tesis, la confusión latente sobre las radiaciones electromagnéticas al definirse como fotón a cada frecuencia de radiación EM diferente, ha impedido ahondar en las propiedades que ellas tienen, dado que estas son parte constituyente de toda materia existente.

La recomendación a seguir derivado de este problema es actuar con la misma autoridad científica con que en aquella época aplicaron los congresistas para llamar fotón al “cuanto de luz” de Einstein. La comunidad científica contemporánea debe también tomar la decisión de dar marcha atrás y hacer como dijo Gilbert Newton Lewis: deben nombrar fotón al “cuanto de acción” de Planck, que es la menor unidad de energía radiante conocida. Su teoría fue publicada en octubre de 1926, exactamente un año antes de que se llevara a cabo el Congreso Solvay en octubre de 1927. Por cierto que Gilbert no fue invitado a ese importante evento científico.

Se demuestra, a partir de las ideas de Einstein sobre el “Efecto Fotoeléctrico” y el “Efecto Compton” descubierto por el físico Arthur Compton, que la luz se comporta como partícula además de como onda. Pero se especifica y concluye en esta obra, que las radiaciones electromagnéticas constituidas como ondas, cada una de ellas va asociada a una partícula de energía h, indistinguibles unas de las otras (todas iguales). Dicho esto, acogiendo las propias ideas de Planck: “…Su mente dio al fin con dos pasos en el campo de la estadística que hacían posible explicar perfectamente las observaciones de Rubens. El primero de ellos establecía que la energía emitida y absorbida sólo lo hacía en forma de paquetes pequeños pero finitos, y el segundo agregaba que tales paquetes eran indistinguibles uno del otro.” (7)

El caso es que el cosmos está inundado de partículas electromagnéticas discretas de energía h. Es a partir de estas partículas que la materia se encuentra formada. Durante los procesos radiantes pueden asociarse estas partículas separadas a diferentes distancias unas de las otras, pudiendo detectarse con instrumentos ópticos y electrónicos la frecuencia por segundo con que viajan a través del espacio, como ocurre con la luz roja, los rayos x, las ondas de radio, etc., etc.

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Es claro que la separación diversa entre partículas EM con sus ondas asociadas, que se conoce por la frecuencia por segundo con que llegan a un detector, está determinada por el tipo de reacción nuclear o atómica de donde son emitidas, que puede darse en las estrellas, en las reacciones químicas, etc. Ello no quiere decir que dada la separación entre partículas determinándose frecuencias diversas en las diferentes radiaciones EM, cambie el estatus físico de cada partícula, inclusive tampoco las partículas energéticas consideradas en paquete, al que ahora mismo se le denomina fotón o cuanto de luz.

Nosotros llamamos subfotón a las partículas y sus ondas asociadas de radiación EM de energía h indicada por la constante de Planck. Todas energéticamente iguales, independientemente de si van separadas a mayor o menor distancia unas de las otras durante sus movimientos a través del espacio. Sin embargo, Fotón sería la palabra más apropiada para estas partículas de energía radiante.

Al paquete de energía al que ahora mismo se llama fotón, en su lugar simplemente se le debería denominar radiación electromagnética roja, azul, de rayos x, gamma, etc. De antemano cada una de ellas tiene una frecuencia y energía específica conocida y reconocible científicamente. No se requiere de alguna palabra adicional para conocer las características de las radiaciones EM, tal como lo es la palabra fotón, aplicada modernamente, pero que resulta obsoleta. Mientras esto no ocurra, el campo de la física teórica seguirá científicamente congelada, como ocurre desde que se celebró el V Congreso Solvay, hace 88 años.

Sin embargo, considerando plausible la aplicación de rigor científico para la determinación de los conceptos que utiliza la ciencia, es de confiarse que más tarde o más temprano estaremos llamando fotón a todos y cada uno de los corpúsculos que integran a las radiaciones electromagnéticas, sin importar cuál sea la frecuencia por segundo con que viajen a través del espacio, en cualquiera circunstancia con que éste se halle presente. La energía de cualquier tipo de radiación EM, siempre será conocida mediante la ecuación E=hv, reconocida como cuanto de luz de Einstein, y también como relación de Planck.

Para finalizar, queremos decir al lector que estamos conscientes de que todos estaríamos esperando una conclusión de la obra que se enfocara en el tema que sugieren los títulos de la compilación. Sin embargo, ha decir verdad, los elementos de investigación correspondientes han superado estas expectativas pues en el afán de ir adaptándolos a la física contemporánea, en esta se descubrieron inconsistencias que han impedido un avance fluido en las nuevas argumentaciones que estarían por  construirse, sobre todo al intentar incrustar el contenido teórico de la tesis con el de índole estándar ya establecido. Preferimos concluir, enfatizando el resultado de la investigación teniendo en consideración los términos vistos en estos párrafos. Después de todo, el éxito que esperamos al presentar este trabajo, dependerá de que la comunidad científica valore nuestro aviso y considere una revisión de los puntos de conflicto señalados. Como trabajo paralelo, seguiremos desarrollando la tesis basándonos en los términos ya descritos, en cada uno de los capítulos realizados hasta el momento.

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REFERENCIAS

7.- Información recuperada el 2 de agosto de 2015 de: La nueva física cumple cien años. http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/2-CD-Fiisca-TIC/HistoriaCiencia-F/Cien%20a%C3%B1os%20de%20mec%C3%A1nica%20cu%C3%A1ntica.pdf

21.- Información recuperada el 6 de julio de 2015 de: Gilbert N. Lewis.

https://es.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewis

35.- Información recuperada el 22 de septiembre de 2015 de: Isaac Newton

https://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton

36.- Información recuperada el 23 de septiembre de 2015 de: Congreso Solvay. https://es.wikipedia.org/wiki/Congreso_Solvay

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