¿Cómo se dividen los átomos?

Ya en el siglo V a.C., los filósofos griegos Leucipo y Demócrito postularon la teoría de que toda la materia está formada por partículas indivisibles. Su concepto del átomo (término derivado del griego átomos, que significa “indivisible”) como componente más pequeño de la naturaleza, perduró más de 2,000 años; después, en 1919, el átomo fue dividido por primera vez en la Universidad de Manchester, Inglaterra.

Este logro, que anunció la era nuclear, fue la culminación de los experimentos realizados por el físico Ernest Rutherford, de origen neozelandés, que había investigado las partículas alfa emitidas por el elemento radiactivo radio.

En un tubo de unos 20 cm de largo, insertó una varilla en cuyo extremo había un disco de latón revestido de radio. El otro extremo del tubo estaba sellado con un delgado disco de metal y la parte externa estaba cubierta de sulfuro de cinc. El tubo se llenaba con diferentes gases.

El disco de metal detenía la mayor parte de las partículas alfa emitidas por el radio. Pero lo atravesaba cualquier partícula de alta energía formada por la acción de las partículas alfa en los átomos de gas del tubo. Cuando chocaban con la pantalla de cinc producían pequeñas chispas al liberar energía.

Cuando el tubo estaba lleno de oxígeno o de bióxido de carbono, disminuía la frecuencia de las chispas debido a que estos gases detienen las partículas alfa. Pero cuando se usaba aire aumentaban los chispazos, lo cual se atribuyó a su contenido de nitrógeno.

La hipótesis se confirmó al usar nitrógeno puro. Rutherford concluyó que las partículas alfa habían desintegrado los átomos de nitrógeno, y que se habían formado átomos de hidrógeno con carga eléctrica. Estas partículas pasaban a través del disco de metal. Las denominó protones, término derivado del griego que significa “primero”.

“Debemos concluir, escribió Rutherford, que el átomo de nitrógeno se ha desintegrado.” La prensa expresó esto en una forma más dramática: “Rutherford destroza el átomo.”

Experimentos posteriores confirmaron las conclusiones de Rutherford. Las partículas alfa chocaban con un núcleo de nitrógeno y se combinaban con él antes de desintegrarse para producir protones y átomos de oxígeno.

Pronto se descubrieron medios más eficientes para dividir el átomo. En 1928 John Cockcroft y Ernest Walton, de Cambridge, Inglaterra, sustituyeron las partículas alfa por protones.

Mediante un multiplicador de voltaje, aparato que aumenta la energía eléctrica y que acelera partículas, lograron que los protones chocaran con mayor fuerza. En 1932, dispararon protones contra átomos de litio y produjeron dos átomos de helio por cada uno de litio.

Su éxito ocasionó un alud de experimentos en los cuales se sometieron a prueba diversas partículas, bombardeando diferentes “blancos”.

En enero de 1939, Otto Hahn y Lise Meitner, de la Universidad McGill, de Toronto, Canadá, concluyeron que al bombardear el uranio con neutrones (del núcleo de los átomos), los átomos de uranio se dividían casi en dos, produciendo elementos más livianos y liberando enormes cantidades de energía.

Al dividirse, un átomo producía al menos dos neutrones, que a su vez podían continuar dividiendo otros átomos. Esto constituyó el principio para crear la bomba atómica y la energía nuclear.