Eric Rosas
Cuando pensamos en los átomos generalmente los imaginamos como diminutos sistemas planetarios en los que el núcleo es orbitado por electrones, de forma similar a como los planetas giran alrededor de la estrella anfitriona. Más aún, ahora que conocemos que los núcleos atómicos están conformados por cantidades específicas de protones y neutrones —en conjunto conocidos como nucleones—, tendemos a creer que estas partículas subatómicas tienen la geometría perfecta de unas pequeñas esferas, sólidas y con homogéneamente densos. Sin embargo, estas concepciones que tenemos de la estructura de la materia no son del todo exactas, pues han sido provocadas por simplificaciones, muchas veces un tanto distantes de la realidad.
Uno de los científicos que contribuyó a develar las particularidades de la entraña estructural del núcleo atómico fue Robert Hofstadter, quien nació el 5 de febrero de 1915. Para ello, Hofstadter utilizó la dispersión de electrones, misma técnica que le permitió a Ernst Rutherford demostrar que el átomo tenía un núcleo. En este tipo de experimentos, aprovechando que los núcleos poseen una carga eléctrica positiva, son bombardeados por haces de electrones y, dado que las cargas eléctricas opuestas se atraen, los numerosos proyectiles cargados negativamente sufren una deflexión en sus trayectorias al sentirse jalados por la carga nuclear positiva. El grado de curvatura causado en los electrones permite calcular parámetros tan importantes como la masa o las dimensiones.
Cuando Hofstadter estudió a detalle algunos núcleos atómicos usando la dispersión de electrones, encontró que los protones y los neutrones no necesariamente estaban distribuidos de manera simétrica, sino que podían tener diferentes ordenamientos. También descubrió que, aunque la densidad de la distribución de la carga eléctrica del núcleo es constante, en su superficie ésta sufre un marcado descenso que se da en correspondencia a la masa nuclear.
Sus hallazgos con el núcleo atómico estimularon a Hofstadter a analizar también lo que sucede con la estructura de los protones y los neutrones. Luego de adecuar el acelerador lineal de partículas con el que trabajaba en la Universidad de Stanford, pudo medir con gran precisión la relación que existe entre el tamaño y la configuración en ambos nucleones. Así logró demostrar que ninguna de estas dos partículas subatómicas son esferas sólidas ni con densidad homogénea, sino que ambas constan de un núcleo de carga denso, que se encuentra rodeado por dos capas entremezcladas de nubes formadas por otras partículas aún más pequeñas, cuya existencia predijo: los mesones, y que fueron efectivamente detectados años después… y así, la luz se ha hecho.
