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Tras diversas sospechas y basándose en evidencias empíricas, en 1932 el físico inglés James Chadwick (1891-1974) confirmó la existencia del neutrón. Un hallazgo determinante para completar el entendimiento básico de la estructura atómica y de la física nuclear.
Los experimentos realizados por Frédéric Joliot e Irène Curie en París a principios del siglo XX fueron determinantes para que Chadwick diera con el neutrón. Con su hallazgo, culmina una aspiración que el físico inglés hubiera perseguido desde 1920 cuando su profesor Ernest Rutherford mencionara la posible existencia de partículas sin carga eléctrica.
Una partícula faltante
En los inicios del siglo pasado, los científicos ya conocían el electrón y el protón. Ambas partículas subatómicas: el electrón de carga eléctrica negativa y el protón de carga eléctrica positiva. Pero ¿qué pasaba con el neutrón?
En aquel entonces el modelo atómico existente, es decir, la representación estructural del átomo era el propuesto en 1911 por el físico británico de origen neozelandés Ernest Rutherford (1871-1937). Premio Nobel de Química de 1908, Rutherford planteaba la existencia de un núcleo en el que se encontraban los protones y los electrones orbitaban a su alrededor. Sin embargo, ese modelo atómico presentaba ciertas inconsistencias teóricas y experimentales relacionadas con la estructura del núcleo.
El modelo atómico de Rutherford.
En tal sentido, diversas experiencias indujeron a varios científicos a sospechar acerca de la existencia de una partícula nueva y neutra dentro del átomo. Entre ellos se encontraba el físico alemán Walther Wilhelm Georg Bothe (1891-1957), Premio Nobel de Física en 1954. También su colaborador Herbert Becker. También la pareja francesa de fisicoquímicos, Frédéric Joliot (1900-1958) e Irene Curie (1897-1956), y el físico H.C. Webster, entre otros más.
El mismo Rutherford había postulado la existencia de una partícula elemental neutra.
Las presunciones se basaban en varias incongruencias científicas. Por ejemplo, si el núcleo del átomo, según el modelo de Rutherford, estaba sólo compuesto por protones, ¿cómo era posible que siendo partículas de la misma carga no se repelieran? Otro problema era el tema del peso del átomo: ¿cómo se podía explicar la discrepancia que existía entre la masa del núcleo y la suma de las masas de los protones? Algo debería existir en el núcleo que no se estaba teniendo en cuenta.
A pesar de estas suposiciones, la idea de una nueva partícula no era muy bien aceptada por la comunidad científica. El hecho de introducir una partícula nueva en el modelo atómico generaba resistencias. El modelo de átomo propuesto por Rutherford había generado una aceptación muy buena, y la definición de una nueva partícula podría alterar los conceptos físicos establecidos hasta ese momento.
Completando el núcleo atómico
Fue James Chadwick (1892-1974) quien recibiera el Nobel de Física en 1935, quien llevó a cabo una serie de experimentos que ya habían sido realizados por otros científicos, pero al ser ejecutados por él con técnicas y medidas más precisas lo conducirían a la confirmación de la existencia del neutrón. Dichos experimentos utilizaban radiación alfa, que consiste, a grosso modo, en un tipo de “vapor” de materia producida por algunos elementos radioactivos compuestos por partículas alfa.
El físico británico James Chadwick.
Al dirigir estas partículas hacia una muestra de berilio, Chadwick observó la emisión de cierta radiación con ciertas características particulares. Por ejemplo, si se la hacía pasar por un bloque de plomo, la radiación no se desviaba. Esto indicaba que no era atraída ni repelida por cargas positivas y/o negativas que se encontraban en el bloque de plomo. Es decir, esta radiación debía estar compuesta por partículas de carga eléctrica neutra.
Los experimentos proporcionaron evidencia experimental convincente de la existencia de una partícula neutral dentro del núcleo, que se llamó «neutrón».
Modelo atómico incorporando el neutrón de Chadwick.
El descubrimiento del neutrón fue fundamental para comprender la verdadera naturaleza del núcleo atómico.
Asimismo, dio lugar al desarrollo de investigaciones sobre procesos sumamente importantes como la fisión nuclear. Un proceso que justamente tiene como protagonista al neutrón y que es empleado en las centrales nucleares para producir electricidad.
Por lo tanto, la existencia del neutrón allanó el camino para futuras investigaciones y desarrollos científicos que hasta el día de hoy son objeto de estudio.
Fuentes
El neutrón de Chadwick y su explicación
The existence of a neutron por Chadwick
El núcleo atómico: sus propiedades y constituyentes por el Laboratorio Tandar
Química por la Universidad Nacional del Litoral
¿Qué es la fisión nuclear? por la Universidad Internacional de Valencia
