Existen en la naturaleza muchos fenómenos que parecieran realizarse sin ningún patrón en particular, algo así es lo que había observado Robert Brown, un botánico que examinaba polen en un recipiente con agua bajo un microscopio.
En 1827 Robert Brown observó cómo las partículas de polen en el agua se movían de una manera errática, en todas direcciones. Por un momento pensó que se trataba de la “vida” que existía dentro del polen, sin embargo, repitió el experimento con diferentes partículas de polvo obteniendo resultados similares. De sus observaciones y las de otros científicos se pudo obtener como conclusión que las partículas presentaban mayor movimiento entre más pequeñas fueran y que éste aumentaba también al incrementar la temperatura del líquido. A este tipo de movimiento azaroso se le dio el nombre de movimiento browniano en su honor.
En 1905, Albert Einstein, quien se interesó también en el movimiento aleatorio de las partículas suspendidas en agua, y se preguntó si el movimiento de una partícula lo suficientemente grande para ser observada bajo un microscopio al interactuar con el agua podría ser una prueba de la existencia de los átomos, escribió un artículo, que lleva por título Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en líquidos estacionarios como lo requiere la teoría cinética molecular del calor. En este artículo no aparece ninguna alusión al Movimiento Browniano. De hecho, en la introducción del artículo, Einstein menciona que el problema en cuestión "podría ser idéntico con el llamado Movimiento Browniano", pero añade, "los datos a que tengo acceso son tan imprecisos que no podría dar una opinión definitiva al respecto".
Einstein relacionó conceptos ya existentes y con su genialidad pudo encontrar una forma de demostrar la existencia de los átomos, resulta un tanto complicado detallar todas las características de su razonamiento, pero podemos resumir las conclusiones de la siguiente manera:
- El calor o el aumento de la temperatura no es más que la vibración de los átomos. A mayor temperatura, mayor movimiento atómico.
- Los átomos golpean a las partículas por todos lados, y la suma de todas estas fuerzas mueven a las partículas en una dirección o en otra.
- También dedujo que si mediamos el recorrido promedio de una partícula, en lugar de su recorrido real, podíamos obtener el número de Avogadro (una constante muy utilizada en química), para explicarlo de otra manera, no importaba cuantas vueltas diera un coche para llegar a su destino sino la distancia real en línea recta desde donde partió hasta su destino.
Esta es una simulación del movimiento browniano de 5 partículas (amarillas) que colisionan con un gran conjunto de 800 partículas. Las partículas amarillas dejan 5 rastros azules de movimiento aleatorio y uno de ellos tiene un vector de velocidad rojo
Bibliografía:
- Vicencio, Damián. ¿Qué es el movimiento browniano? Publicado el día 16 de junio de 2011. https://www.vix.com/es/btg/curiosidades/2011/06/16/que-es-el-movimiento-browniano
- Romero Rochín, Víctor. Einstein 1905: Movimiento Browniano. https://www.smf.mx/boletin/2005/Abr-05/Articulos-VRR.html
No hay comentarios:
Publicar un comentario