Wilhelm Wien. Precursor de la mecánica cuántica
En las primeras clases de la unidad curricular Física Moderna 1 se comienza con una introducción a la mecánica cuántica, el primer tema es el de la radiación de cuerpo negro cuyo principal protagonista es Max Planck, sin embargo, antes que él hubo otros científicos que trataron de explicar este fenómeno que teóricamente no concordaba con la evidencia que daban los experimentos.
Como se expuso en un post anterior(Ver post) se le atribuye a Gustav Kirchhoff el primero en investigar seriamente la radiación de cuerpo negro, pero en la última década decimonónica varios científicos daban todos sus esfuerzos en completar el estudio y dar una definitiva explicación sobre este tipo de emisión de luz, característica de los cuerpos sólidos a altas temperaturas. Entre ellos estaba el prusiano oriental Wilhelm Wien y es él a quien dedico esta humilde biografía por estar celebrándose el día de hoy ciento cincuenta años de su nacimiento.
Wilhelm Wien nació el 13 de enero de 1864 en Gaffken cerca de Fischhausen, provincia de Prusia (ahora Primorsk, Rusia), era un niño de personalidad introvertida y de pocos amigos. En 875 asistió al Gymnasium de Rastenburg con muy poco interés para el estudio, le gustaba salirse de clases y dar paseos a solas por los verdes campos de los alrededores. Luego de varios años de estudio era evidente que Wilhelm había progresado muy poco en la academia, así que regresó a su casa cinco años después para aprender a ser agricultor.
A pesar de su fracaso en la escuela y su desinterés en ella, la madre de Wilhelm quería que su hijo tuviera algún tipo de preparación académica y para esto contrató algunos tutores privados. Wilhelm Wien hizo sorprendentes progresos, principalmente en matemáticas y decidieron enviarlo a estudiar a la exigente Königsberg Altstädtisches Gymnasium, en esa escuela estudiaban nada más y nada menos que Arnold Sommerfeld y Hermann Minkowski y Wien se gradúa 1882 y se inscribe ese mismo año en la Universidad de Göttingen donde estudió matemáticas y ciencias naturales, pero al cabo de un tiempo se aburrió.
Después de hacer varios viajes regresó a la finca para administrarla y relevar a su padre, pero esto se vio también truncado al darse cuenta que la vida en la finca no satisfacía sus deseos en la vida, luego de meditarlo. Wien decidió volver a la universidad en 1883 y se mudó a Berlín, fue en el invierno de 1886-1884 cuando comienza a trabajar en un laboratorio con el prominente científico Hermann von Helmholtz entrando por primera vez en contacto con la física. Al cabo de un tiempo comenzó a investigar sobre el tema de difracción de la luz cuando golpea una rejilla el cual tomó como su tesis doctoral. Wien recibió su doctorado en Berlín en 1886, pero su examen final fue muy mediocre y obtuvo una nota muy baja.
En el verano de 1886, Wien regresa a la granja de sus padres debido a que había un incendio que destruyó gran parte de las instalaciones de la misma. En esos momentos el joven científico pensó que su vida estaba en la granja y en las actividades agrícolas, y que la física no era realmente lo suyo, esto lo llevó a una crisis existencial, la situación en la granja se agravaba al notar que él no tenía habilidades para manejar una granja. Luego Wien buscó la manera de poder hacer algunas investigaciones con Helmholtz en Berlín.
1890 la granja de los Wien fue azotada por una gran sequía que terminó por llevarlos a tomar la decisión de venderla, entonces ese mismo año el joven físico consigue trabajar como asistente de Helmholtz en el Physikalisch-Technische Reichsanstalt en Berlín-Charlottenburg, allí Wien comenzó a hacer sus mejores trabajos. En 1893, Wien desarrolló la ley de desplazamiento de los espectros de radiación de cuerpo negro a diferentes temperaturas, la cual lleva su nombre, ley de desplazamiento de Wien.
En 1896 Wien deriva una ley de distribución de la radiación la cual publica en junio de 1896, dos años después mientras estudiaba corrientes de gas ionizado, su nivel de productividad científica estaba en el máximo e inventa el primer espectrógrafo de masas centrando así las bases de la espectroscopia en este campo. Max Planck en 1900, fundamentó la teoría cuántica en el hecho de que la ley de Wien se cumplía para energías a altas frecuencias, pero no para bajas frecuencias. En 1911 Wien recibe el Premio Nobel de física por su trabajo sobre la radiación de calor. Los estudios de Wien sobre la difracción de rayos X por cristales fueron los primeros trabajos en esta área, los cuales se realizaron cinco años antes de los descubrimientos realizados por Max von Laue.
Cuando comienza la Segunda Guerra Mundial afectaron mucho a Wien, sin embargo, los acontecimientos posguerra lo afectaron aún más, Alemania está bloqueada y los alimentos y el combustible escaseaban, desempleo, hambre y crisis moral llevan a toda la población alemana a una gran depresión. Los científicos en esa época adoptan una política hacia el estudio del tema que estaba cambiando vertiginosamente el curso de la física: la teoría de la relatividad
Wien es asignado como editor de Annalen der Physik hasta su muerte en 1928. También fue coeditor, con F Harms, del Handbuch der Experimental Physik.
Bibliografía
- Eisberg R. y Resnick R. Física cuántica. Átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas. Limusa. México, págs. 19-31.
- Zettili Nouredine. Quantum Mechanics. Concepts and Apllications. 2da. Ed. Wiley. Jacksonville State University, Jacksonville, USA (2009), págs 6-8.
- Wilhelm Wien. Wikipedia, La enciclopedia libre, 2022. [13 de enero de 2023]. Disponible en Fuente
- Wilhelm Wien. MT McTutor. Fuente
