Por Rosann Kozlowski, actualizado el 30 de agosto de 2022
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El trabajo innovador de Joseph John Thomson reformuló nuestra comprensión del átomo. Thomson, matemático convertido en físico experimental, descubrió el electrón, inventó el espectrómetro de masas y reveló la existencia de isótopos, fundamentos que sustentan la física y la química modernas.
Nacido en Manchester, Inglaterra, en 1856, Thomson inicialmente se orientó hacia la ingeniería. Cuando la muerte de su padre hizo que ese camino fuera insostenible, obtuvo una beca para el Trinity College de Cambridge en 1876 para estudiar matemáticas. Después de convertirse en miembro en 1880, fue nombrado profesor Cavendish de Física Experimental en 1884, sucediendo a Lord Rayleigh.
A partir de 1894, Thomson investigó los rayos catódicos:corrientes de partículas cargadas dentro de un tubo de vacío. Al comparar su comportamiento en el aire y en el vacío, observó que las partículas viajaban notablemente lejos, lo que sugiere que eran mucho más pequeñas que los propios átomos.
Thomson perfeccionó su aparato para desviar estos rayos utilizando campos eléctricos y magnéticos. Medir los ángulos de deflexión le permitió calcular la relación carga-masa, que se mantuvo constante en todos los gases. Concluyó que las partículas eran constituyentes subatómicos universales, a los que denominó "corpúsculos". Posteriormente se les llamó electrones, los componentes básicos de la materia cargados negativamente.
En 1904, Thomson propuso su famoso modelo del pudín de ciruelas:una esfera cargada positivamente con electrones incrustados como ciruelas. Aunque más tarde fue refutado por el modelo nuclear de Rutherford de 1911, fue el primer intento de incorporar partículas subatómicas en una teoría atómica.
Thomson amplió el concepto de tubo de rayos catódicos a iones positivos y creó el primer espectrómetro de masas. Al agregar una pantalla fluorescente y una desviación magnética precisa, pudo trazar relaciones masa-carga como parábolas distintas. En colaboración con el estudiante Francis William Aston, el instrumento de Thomson sentó las bases para el análisis de masas moderno.
Utilizando el espectrómetro de masas, Thomson y Aston detectaron dos patrones distintos de iones de neón en 1912 (masas atómicas 20 y 22), lo que reveló que los átomos de un mismo elemento podían diferir en masa. Este descubrimiento de isótopos se logró antes de la identificación del neutrón en 1932.
En 1906 Thomson recibió el Premio Nobel de Física por sus investigaciones sobre la conducción de electricidad por gases , y es célebre por definir el electrón, ser pionero en la espectrometría de masas e identificar isótopos. Su trabajo sigue influyendo tanto en la física como en la química.
Thomson siguió siendo profesor de Cambridge hasta su muerte en agosto de 1940. Está enterrado en la Abadía de Westminster junto a Isaac Newton y Charles Darwin.
