Cr¶ o nica de lose fe ctosf¶ ³sicos.Pa r te III* Jo s¶ e Ma r¶ ³a Filardo B assa lo, De p artam e nto de F¶ ³sica de la Unive rsidadFe deralde Par¶ a ba ssalo@am a zo n.com .br R e ci bi d o 12 d e d i ci e m br e d e 2 003 A ce p tad o 12 d e abr i ld e 2 004 V e nka ta R a m an (1888{19 7 0,p r e m i o nobe lde f¶ ³sica e n 19 30) y Ma riam a nkka m Srini va sa K rishna n, e n la Indi a ,descubrieron e la n¶ a logo ¶ o p ti co dele fe cto C om p ton,e sto e s,la va riaci o n e n la fre cue ncia (la ¶ com p r e si o n de onda)de la luzincidente cuando a tra ¶ viesa un m e dio tra sp a re nte ,e fe cto cono cido hoy com o e fecto R am a n.Losrusose m p lea ron una l¶ am p ara de m e rcurio y un e sp e ctr¶ o gra fo de cuar zo p a ra m e di r la e xci ta ci on ¶ ¶ o p tica de un crista l; losf¶ ³sicosindi os,e n ca m bi o,e m p lear on un e sp e ctroscop i o de visi o n dire cta p a ra m e dir lasvi ¶ bra cione sm olecular e s de dife re nte sl ¶ ³q uidosy va p ore s. R e sum e n E n e sta C r ¶ o nica p re se nta r e m oslose fe ctosf¶ ³sicosdescubier tos de 192 5 a 19 50: R a m a n{Ma nte lsthta m { La ndsbe rg (192 8), T u¶ne l (19 2 8), Hubble{ Hum ason (19 2 9/19 31), Me i ssne r{O chse nfe ld (19 33),K ap itza{Di r ac (19 33),C he r e nkov{V avilov (19 34), Pinch (19 34/19 39 ), Ue hli ng{Pa ste rna ck{ La m b (19 35/19 38/1947 ), UR C A (19 41), C a si m ir (19 48),Isot¶ op i co (19 50),Pom e ra nchuk (19 50). 2 2 . E fe cto R am an-M and el shtam -Land sbe r g (19 2 8) E n 19 14,e lf¶ ³sico fra nc¶ e s Le ¶ on N i col¶ a s B ri llouin (1889 {196 9 ) re a li z¶ o dife re nte se studios1 donde obse rv¶ o q ue la luzdi fra cta da e n un m e di o tra nsp ar e nte p o d ¶ ³a m o di¯ca r su fre cue nci a .De bi do a la I Gue rra Mundi a l(1914{19 18)s¶ o lo p udo com p leta r suse studiose n 19 2 2 .2 Por otro lado,e ldescubr i m i e nto,e n 192 3,dele fe cto C om p ton 3 (difr acci¶ o n de losrayosX p or la m ate ria)llev¶ o a losf¶ ³sicos,e la ustriaco A dolf Gustav Ste p han Sm e kal(189 5{19 59 ),e n 19 2 3,4 al holand¶ e sHe ndri k A nthony K ra m e rs(189 4{19 52 )y a la lem ¶ a n W e rne r K a rlHe i se nbe rg (1901{19 7 6 ),p r e 5 m io nobe lde f¶ ³si ca e n 19 32 ),e n 19 2 5, a a nticip a r un e fe cto se m e ja nte p a ra la luzvi si ble. E ste descubrim iento fue p re se nta do p or R a m a n y K rishna n e n N a ture 12 1,p .501,7 7 1,y p or R a m an e n N ature 12 1,p .6 19 .Tam bi ¶ e n lo p ublic¶ o e n e lIndian JournalofPhysics2 ,p .387 ,e n 19 2 8 con e lt¶ ³tulo \A ne w ra diati on".Por su p a rte ,Ma ndelshta m y La ndsbe rg p re se nta ron sus re sultados e n Zhur nalR usskogo Fiziche skoi{K him iiO bshche stva Fiziki6 0,p .335,y e n Ze itschriftfÄ ur Physik 50,p .7 6 9 Ä r die Li (Ube tchtze rstre uung i n K rista llen)y e n N a turw isse nshaft 16 ,p .557 ,tam bi ¶ e n e n 19 2 8. La obse rva ci o n de B ri ¶ llouin y las p r e dicci one s de Sm e kal{K ra m e rs-He ise nbe rg fue ron con¯rm a dase n 192 8 e n di ve rsose xp e rim e ntosre a li zadosindep e ndi e nte m e nte .E n e fe cto,e l2 1de fe br e ro de 19 2 8,los f¶ ³sicosr usosLe onidIsa a kovi ch Mandelshta m (187 9 { 1944)y Gr i gory Sm uilovi ch La ndsbe rg (189 0{19 57 ), e n R usia,y los f¶ ³sicos indi os Si r C ha ndrase kha ra * T r aducci o n p or J.L.C ¶ ¶ ord ova,De p to .de Q u¶ ³m i ca ,UA M{ Izta p a lap a .cts@xanum .ua m .m x 1B r i lloui n,L.N .1914.C o m p te s R e nd us He bd o m a da ire s d e sS¶ e a nce sde l ¶A ca d e m ie d ¶ e s Science s158,p .1331 y A nna l e n der Physik 44,p .2 03. 2 B ri lloui n,L.N .19 2 2 .A nna l e sd e Physique 17 ,p .103. 3C r ¶ o nica d e l o se fe cto s¯si co s.Pa r te II.C ontactosN o.??, 2 0?? 4Sm e kal ,A .G.S.192 3.N a tur w isse nscha fte n 11,p .87 3. 5K r am e r s,H.A .y He i se nbe r g,W .K .192 5.Ze itschr iftfÄ ur Physik 31,p .6 81. E sim p ortante desta ca r q ue ,e n 19 2 9,losf¶ ³si cosa lem a ne sW a lte r He i tler (1904{19 81)y Ge rha rdHe rzbe rg (19 04{19 9 9 ,p r e m i o nobe lde q u¶ ³m i ca e n 197 1)6 y,de m ane ra i ndep e ndiente ,e lf¶ ³sico ita liano Fra nco R a m a Dino R a se tti(19 01{2 001)7 e fe ctua r on e xp e rim e ntos donde obse r va ron q ue e le sp e ctro R a m a n rota ciona lde la m ol¶ e cula de nitr¶ o ge no (14N )no coi nci d ¶ ³a con e lm o delo nuclea r e n vi gor,e sto e s,e l n¶ u cleo form a do de e lectrone sy p r otone s.E¶sta e ra la p ri m e r a e videnci a e xp e rim e ntalde la e xi ste nci a del ne utr¶ o n,cuyo descubr i m i e nto o cur ri¶ o e n 1932 8 gra ciasa lasinve stiga ci one se xp e ri m e nta lesdeli ngl¶ es Si r Ja m e sC hadw i ck (189 1{19 7 4),p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 35). 6 K r a m e r s,H.A .undHe i se nbe r g,W .K .19 2 5.Ze itschr ift fu Är Physik 31,p .6 81. 7 R a se tti ,F.R .D.192 9 .Proce ed ingso f the N a tio na lA ca d e m y o f Science s15,p .515. 8 C ha d wi ck,J.19 32 .Proce ed ings o f the R o ya lSociety o f Lo ndo n A 136 ,p p .6 96 ; 7 35. 31 32 C o nta cto S 52 ,31{40 (2 004) 2 3.E fe cto tu ¶ne l .(Ga m ow ; Gur ne y y C o nd o n; O p p e nhe i m e r ; Fow l e r y N or d he i m ,192 8) 9 E n 1911, losf¶ ³si cos,e lalem ¶ a n Hans(Joha nne s)W ilhe lm Ge ige r (1882 {19 45)y e li ngl ¶ e sJohn Mitche ll (Micha e l)N utta l(189 0{19 58)p re se ntar on losp r i m erosr e sulta dosde suse xp e ri m e ntose n losq ue obse rvar on re gulari dadese n e ldecaim iento alfa (®)de a lgunosn¶ u cleosr adioactivos. E n 189 7 ,e lf¶ ³sico i ngl ¶ e s LordE rne st R uthe rford (187 1{1937 ),p re m io nobe lde q u¶ ³m ica e n 1908)se i nte re s¶ o p or los\rayosB e cq ue re l",descubi e rtose n 189 6 p or e lf¶ ³sico fra nc¶ e sA ntoi ne {He nr iB e cq ue re l (1852 {1908,p r e m i o nobe lde f¶ ³sica e n 19 03).A le studiar e lp a so de e sos\rayos" a trav¶ e sde ho jasm e t¶ a li ca sobse rv¶ o q ue e xist¶ ³a n dosti p osde rayos: uno e ra f¶ a ci lm e nte a bsor bi do y otro te n¶ ³a gr a n ca p a cidadde p e ne traci o n.Losdisti ¶ ngui o p or e sta cap a ci ¶ dad,re sp e ctiva m e nte ,com o p a rt¶ ³culasalfa (®)y p a rt¶ ³culas be ta (¯).E n 19 05,e lf¶ ³si co austriaco E gon R i tte r von Schw e idler (187 3{19 48)form ul¶ o su fa m osa ley de desinte gra ci o n ra di ¶ oa ctiva: A = A 0e ¸t donde A e sla acti vidadra di oa ctiva de una m ue stra e n e linsta nte t,A 0 e sla acti vidadi nicial(t0 = 0) y ¸ e suna consta nte ca ra cte r¶ ³stica delm a te r i a lra dioa cti vo (consta nte de deca i m i e nto).E n 19 08,R uthe rfor dy Ge i ge r a nunciaron q ue la p a rt¶ ³cula ® e ra un ¶ a tom o de he li o (H e )y q ue p re se ntaba una ca rga e l ¶ e ctri ca de dose lectrone s(2 e ). 10 E n 19 12 ,Ge i ge r y N utta ll p rop usi e ron una f¶ o rm ula e m p¶ ³ri ca r e laci ona ndo la constante de deca im iento ra diacti vo (¸)y e lm ¶ a xi m o a lca nce (r)o e ne rg¶ ³a de desi nte gra ci¶ o n,logra do p or la p ar t¶ ³cula ® e n e la ire . E sta ley de Ge ige r{N uttallse e xp r e sa con: log ¸ = a+ blog r donde ay bson consta nte s. Inte nta ndo e xp lica r e sa ley,e n 19 2 8,e lf¶ ³si co rusonorte am e r i cano Ge orge Ga m ow (19 04{1948)us¶ o la e cua ci¶ o n de Schr Ä o di nge r p a ra re solve r e lp roblem a de una p a rt¶ ³cula fre nte una ba rre ra de p ote ncial coul¶ o m bico con e ne rg¶ ³a m e nor q ue la a ltur a de la ba rre ra .De e ste m o do dem ostr¶ o q ue una p a rt¶ ³cula,a lcho ca r con una ba rre ra ,p re se ntaba una p r oba bilidad(conoci da com o e fe cto tu¶ne l) de atrave sa rla.E ste re sultado p ublica do e n la re vista Ze itschriftfÄ ur Physik 51(p .2 04),con e lt¶ ³tulo: Zur Q uante ntheor ie desA tom ke rne s. 9 Ge i ge r ,H.andN uttall,J.M.19 11.Phil o so p hica lMa ga zi ne 2 2 ,p .6 13. 10Ge i ge r ,H.andN uttall,J.M.19 12 .Phil o so p hica lMa ga zi ne 2 3; 2 4,p p .439 ; 6 47 . E s op ortuno r e cor dar q ue e lf¶ ³sico austr¶ ³aco E r wi n SchrÄ o dinge r (1887 {19 6 1; p r e m i o nobe lde f¶ ³sica ,19 33)desa rroll¶ o la Me c¶ a ni ca C u¶ a ntica O ndulator i a e n cuatro traba josp ubli ca dose n 192 6 ,e n A nnalen der Physik 7 9 ,p p .36 1; 489 ; 80,p .437 ; 81,p . 109 . O bs¶ e rve se q ue un re sulta do a n¶ a logo a lde Gam ow fue obte nido p or losf¶ ³sicos,e lingl¶ e s R ona ldW i lfr i dGurne y (1898{1953) y e lnorte a m e rica no E dw a rdUhler C ondon (19 02 {19 7 4)e n su traba jo p ublica do e n N ature 12 2 ,p .439 ,e n 19 2 8. De sta q ue m osq ue e lconce p to de tune lam iento ta m bi ¶ e n fue consider ado e n otrassitua cione sf¶ ³si cas.E n 19 2 8,e lf¶ ³si co norte a m e rica no JuliusR obe rtO p p e nhe im e r (19 04{19 6 7 )m ostr¶ o q ue la a utoi oniza ci¶ o n de lose sta dose xcita dosdel¶ a tom o de hi dr¶ o ge no (H )se desv¶ ³a n p or un p r o ce so de tune lam iento.11 E n e fe cto,la ba rr e ra de p ote ncialcoul¶ o m bi co q ue e nfre nta e le lectr¶ o n se r¶ ³a di stor siona da p or un fue rte ca m p o e l¶ e ctrico de m o do q ue e le lectr¶ o n p o dr¶ ³a a trave sa rla.A su ve z,losf¶ ³sicos,e lingl ¶ e sSi r R a lp h How a rdFow ler (189 9{19 44)y e la lem ¶ a n Lotha r W olf12 ga ng N ordhe i m (1899 {1985),tam bi ¶ e n e n 19 2 8, e xp lica ron q ue la e m i si o n de e lectrone s p or m e ta les ¶ fr¶ ³osba jo la a cci o n de fue r te sca m p o e l¶ ¶ e ctricos(efe cto ya obse rvado p or J.E .Lilienfe ld,e n 192 2 )13 se deb¶ ³a altune lam iento de e sose lectrone sp or e la ba ti m i e nto de la ba rre ra de p ote nci a lde la sup e r¯ci e m e t¶ a lica . Fow ler y N ordhe i m ,e n e se traba jo,p r op usi e ron un m o delo unidim e nsiona lse g¶ u n e lcua llose lectrone s de m a sa m e n un m e ta lson con¯nadosp or una p a re dp ote nci a lcuya a ltura e st¶ a dete rm i na da p or la funci o n tra ba jo ª m ¶ ¶ a sla e ne rg¶ ³a de Fe rm iE F y e le sp e sor de la p ar e ddism i nuye susta nci a lm e nte p or la ap li ca ci¶ o n de un ca m p o e l ¶ e ctrico e xte rno de m ¶ o dulo F .Se g¶ u n e se m o delo (cono ci do com o de Fow ler{ N or dhe im ),la cor ri e nte e l ¶ e ctrica J,e st¶ a dada p or · ¸ ¡4(2 m)1=2 ª 3=2 2 J= A F e xp 3¹ hF E sinte re sa nte desta car q ue O .K .R i ce ,e n 192 9 ,e xp lic¶ o la diso ci a ci¶ o n m olecular usa ndo e ste e fe cto e n un a rt¶ ³culo p ublica do e n Physica lR e view 34,p .1451. 24 .E fe cto Hubbl e {Hum a son (19 2 9 /1931) E n diciem bre de 192 4,e lastr¶ o nom o norte a m e rica no E dw i n Pow e llHubble (1889 {19 53)hi zo un gr a n 11O p p e nhe i m e r ,J.R .19 2 8.Physica lR e vie w 31,p .6 6 ; Pro ce edi ngs o f the N a tio na lA ca d e m y o f Scie nce s(U. S.) 14,p . 36 3. 12 Fow l e r ,R .H.a ndN o r d he i m ,L.W .19 2 8.Proce edi ngso f the R o ya lSocie ty o f Lo ndo n A 119 ,p .17 3. 13 Physi ka l ische Ze i tschr i ft2 3,p .506 . C r¶ o ni ca de lose fe ctosf¶ ³sicos.Par te III.Jos¶ e M.Filardo B assalo descubr i m i e nto con e lnue vo te lescop i o Ho okw e r del O bse rva tori o de Monte W i lson,a le xam i nar una fotogr¶ ³a de la ne bulosa de A ndr¶ o m e da.De scubri¶ o 22 e stre llasce fe i dase n la ne bulosa Me ssier 33 (M33)y 12 e n la M31,con e llo dem ostr¶ o la na tura leza e xtra gal¶ a ctica de lasne bulosa se sp i r ales.Y m ¶ a sa u¶n,fue ca p a zde e sti m a r e n 2 85,000 a n~ osluzlasdi m e nsi one s de e sa sne bulosa se sp ira les,va lor m ucho m ayor q ue e lca lculado p or e la str¶ o nom o norte a m e ri ca no Ha rlow Sha p ley (1885{19 7 2 )p a ra nue stra V ¶ ³a L¶ a cte a. E ste descubrim iento fue p re se nta do p or Hubble e n 192 5.14 La sne bulosa se xtra ga l¶ a cti cascontinuar on si e ndo e l obje to de las inve stigaci one s de Hubble.A s¶ ³,e n 15 192 6 , p re se nt¶ o su fa m osa clasi¯ca ci¶ o n de lasne bulosas: e l ¶ ³p ti ca sy e sp i ra les(nor m a les,di fusasi rr e gulare s)y,nue va sobse rva cione s,lo lleva ron a conclui r q ue lasga laxiase st¶ a n distri buidase n e le sp a cio hom og¶ e ne a e i sotr¶ op i cam e nte .Por p r i m e r a ve z, la uniform i daddelUnive rso no e ra una \p e tici¶ o n de p rincip i o" si no una obse rvaci o n.C on to do,fue e n ¶ 192 9 q ue re a liz¶ o su gra n descubri m iento,p re se nta do e n losProceedings of the N ationa lA cadem y of Science s U.S.15,p .16 9: \A re lation be tw ee n distance andrad ialve locity am ong e xtragalactic ne bulae ". E n e se a rt¶ ³culo,Hubble describe e ldescubri m iento com o re sulta do de las obse rva cione s q ue hi zo de 18 ga laxias ce rca na s a la V ¶ ³a L¶ a cte a: e n su e sp e ctro ha b¶ ³a un desp laza m i e nto haci a e lrojo (\redshift")q ue inte r p re t¶ o e n t¶ e r m inosdele fe cto Dop p ler {Fize a u.Hubble a se gur¶ o q ue e sto signi¯ca ba un a leja m iento de lasga laxiasr e sp e cto a lobse rvador.A lca lcular la di stanci a e ntre lasga laxiasobse rvadase scri bi¶ o: La sgalaxi a sse a leja n una sde otra scon una ve lo cidad(V ) p r op or cionala la dista nci a (D )q ue lasse p a ra . La constante de p rop orci ona lidadH 0 e ntre V y D (V = H 0D )fue e stim a da p or Hubble e n e sa o ca si on ¶ com o: H 0 ¼500 km s¡1(MPc)¡1 ¼0:5£10¡9 a n~ os (1MPc = 106 p a r s; 1p a r s= 3:0857 £106 m ) A lre dedor de e sa sfe cha s,19 30,e la str¶ o nom o nor te a m e rica no Milton La Salle Hum a son (189 1{19 7 2 )com e nz¶ o su p rogra m a de m e di ci o n delcorrim iento al ¶ 14Hubbl e ,E .P.192 5.A stro p hysica lJo ur na l6 2 ,p .409 y Publ ica tio nso f the A m e r ica n A stro no m ica lSocie ty 5,p .2 6 1. 15Hubbl e ,E .P.19 2 6 .A stro p hysica lJo ur na l6 3; 6 4,p .2 36 ; 32 1. 33 ro jo de lasga laxiascon la de la conste laci¶ o n de Hidra .A e llo se debe la a so ci a ci¶ o n de Hubble y Hum a son e n 1931 e n e la rt¶ ³culo p ubli ca do e n \A strop hysicalJourna l" 7 4,p .43 con e lt¶ ³tulo T he ve locity{distance re lation a m ong e xtra {galactic ne bulae ,donde a nunci a ron un nue vo va lor de H 0 = 550km s¡1(MPc)¡1. De sde e ntonce se lva lor de H 0 se cono ce com o constante de Hubble{Hum a son y a la leja m i e nto de lasga laxi a scom o e fecto Hubble{Hum ason. 2 5.E fe cto M e i ssne r {O chse nfe l d(19 33) 16 E n 1911, e lf¶ ³sico holand¶ e sHe ike K a m e rlingh O nne s(1853{19 2 6 ,p re m i o nobe lde f¶ ³sica e n 19 13)descubri¶ o la sup e rconducti vidaddelm e r curio (H g) a una te m p e ra tura a p roxi m ada de 4.2 K ,la de licue 17 fa cci o n delhe lio (H e ).Po co desp u¶ ¶ e s,e n 1913, O nne sobse rv¶ o q ue un m a te rialsup e rconductor volv¶ ³a a su e sta do nor m a lsise som e t¶ ³a a una cor ri e nte e l¶ e ctrica su¯ciente m e nte a lta.E n 19 16 ,F.S.Si lsbe e obse r v¶ o q ue la p ¶ e rdi da dele stado de sup e rconducci¶ on delH gse deb¶ ³a a lca m p o m a gn¶ e tico a so ciado a la corriente e l ¶ e ctri ca y no a la corriente e n s¶ ³. Dur ante m uchosa n~ osdesp u¶ e sdeldescubr i m i e nto de O nne sse p e ns¶ o q ue ,a no se r p or la re si ste nci a nula, lossup e rconductore sp ose¶ ³a n lasm ism a sp rop i e dadesq ue losm a te rialescom une s.Solam e nte e n 1933, losf¶ ³si cosa lem a ne sFritz W althe r Me issne r (1882 { 19 7 4) y R obe rtO chse nfe ld(19 01{19 93) obe rvar on q ue e le sta do de sup e rconducci o n e sdiam a gn¶ ¶ e tico. E se a n~ o e xp e rim e nta ron con un lar go ci li ndro de e sta n~ o (S n) e nfr i a do aba jo de su te m p e ra tura cr¶ ³tica T c (te m p e ra tur a a la cua lo curr e la sup e rconducti vidad)e n p r e se ncia de un cam p o m agn¶ e ti co e xte r no; obse r va ron q ue lasl ¶ ³ne asde inducci o n delca m ¶ p o e xte rno e ra n e xp ulsa das delinte rior delcilindro de e sta n~ o.E ste re sulta do,p ubli ca do e n N atur wisse nschafte n 2 1,p .7 87 ,con e lt¶ ³tulo: K urze O r iginalm itte ilunge n,fue cono cido desde e ntonce scom o e fe cto Me i ssne r -O chse nfe ld.E ste e fe cto im p lica ba q ue e lp a so dele sta do norm al(p ar am a gn¶ e tico)alde sup e rconducci o n (di ¶ a m a gn¶ e ti co)e ra e q uiva lente a una tra nsi ci¶ o n de fa se te rm o di n¶ am i ca m e nte re ve rsi ble. La tra nsicion m e nciona da fue dem ostra da e xp e rim e ntalm e nte e n 1938 p or losf¶ ³sicosholandese sP. H.va n La e r y W illem He ndrik K e e som (187 6 {19 56 ) alm e dir lasca p a ci dadescalor¶ ³¯ca sde unoscilindros de e sta n~ o e n suse sta dosconductor y sup e rconductor .18 16 O nne s,H.K .19 11.Co m m uni ca tio ns fro m the Physica l La bo ra to r y a tthe Unive r si ty o f Le id e n 12 2 6 ,p .12 4c. 17 O nne s,H.K .19 13.Co m m uni ca tio ns fro m the Physica l La bo ra to r y a tthe Unive r si ty o f Le id e n,Sup p l e m e nt35. 18 Publ i cado e n Physi ca 5,p .9 9 3. 34 A q u¶ ³convi e ne re cor dar q ue la sup e r conducti vidad, e n la d¶ e cada de 19 30,fue e xp lica da p or doste or¶ ³a s fe nom e nol¶ o gi ca s: una,la te rm o di n¶ am i ca desa rr ollada p or losf¶ ³si cosholandese sC orne lisJa cobusGorte sy He ndri k B rugtGe rha rdC a sim i r (1909 {2 000) 19 e n 19 34, se ba sa e n la hip ¶ o te si s de dos °ui dos; se gun ¶ e sta la e ntrop ¶ ³a de un e sta do sup e rconductor e sm e nor q ue la dele sta do norm a lp or q ue los e lectrone se n e lp ri m e r e stado se ha llan m ¶ a sor dena dos q ue e n e lse gundo.La otra te or¶ ³a e s e lectro din¶ a m ica y fue e labora da p or dosf¶ ³si cosa lem a ne she rm a nos: Fri tzW olfga ng (19 00{1954)y He i nz London (19 07 {197 0)e n 19 35;2 0 su p rincip alca ra cte r¶ ³sti ca e s q ue las corriente ssup e r conductor as se desp lazan e n p re se ncia de los ca m p os m agn¶ e ti cos e sta ciona rios. E n 19 50,Zhur nalE kspe r im e ntal¶noiiTeore tiskoi Fiziki2 0,p .106 4,losf¶ ³sicosrusos V i ta ly La zar e vi ch Gi nzburg (n.19 16 ,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 2 003) y Le v Davidovich Landau (19 08{19 6 8,p r e m i o nobe lde f¶ ³sica e n 19 6 2 ) p r e se nta ron una descr i p ci o n m e c¶ ¶ a ni co cu¶ a nti ca de e saste or¶ ³a sfe nom e nol¶ o gi ca s,descrip ci¶ o n cono ci da desde e ntonce scom o te or¶ ³a de Landau{Gi nzburg.E sop ortuno destaca r q ue ,e n 1957 (PhysicalR e view 108,p .117 5),losf¶ ³si cosnorte a m e rica nosJohn B a rdee n (19 08{199 1,p r e m i o nobe lde f¶ ³sica e n 1956 ,197 2 ),Le on N e ilC o op e r (n.19 30,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 197 2 )y John R obe rtSchr i e ®e r (n.1931,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 197 2 )desar rollaron una te or i a m icrosc¶ op i ca de la sup e rcondutivi dad,la hoy fa m osa te or¶ ³a B C S. Te rm i na m os e ste a p a rta do p re cisa ndo q ue desde 1987 se utili za e le fe cto Me i ssne r{O chse nfe ldp a ra se p a ra r,p urīca r y clasīcar lossup e rconductore s.2 1 2 6 .E fe cto K ap i tza {Di r ac (19 33) E n 19 2 7 ,2 2 losf¶ ³si cosnorte am e ri ca nosC linton Jose p h Davisson (1881{19 58,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 37 )y Le ste r Ha lbe rtGe r m e r (1896 {197 1)obse rvar on p or p rim e ra ve z la difr acci¶ o n de e lectrone se n m ono crista lesde n¶ ³q ue l(N i).E sta obse r va ci¶ o n indica ba q ue lose lectrone sse com p orta ba n com o ondas.La idea de a so ci a r una onda de longi tud¸ a un e lectr¶ o n de m om e nto li ne ar mv,m e diante la e xp r e si on ¶ h ¸0 mv fue p rop ue sta p or e lf¶ ³sico fra nc¶ e sp r¶ ³ncip e LouisV ictor Pierre R aym ondde B r ogli e (189 2 {19 87 ,p r e m i o C o nta cto S 52 ,31{40 (2 004) nobe lde f¶ ³sica e n 192 9 ) e n losA nnales de Physique 3,p .2 2 ,e n 19 2 5. E n 19 33,losf¶ ³sicos,e lruso Piotr Le onidovi ch K a p itza (1894{1984,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 7 8)y e l i ngl ¶ e sPa ulA dri e n Ma urice Dira c (1902 {1984,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 33)p ubli ca ron un ar t¶ ³culo e n losProceedingsof the Cam bridge Philoso p hicalSociety 2 9 ,p .2 9 7 ,i ntitulado T he re °ectio n of e lectronsfrom a standing lightwave sdonde p re se ntar on la i dea de q ue lose lectrone sp o dr¶ ³a n se r di sp e r sa dosp or un cam p o lum i noso e sta ci ona ri o.E ste fe n¶ o m e no,cono cido com o e fe cto K a p i tza {Dira c, e s a n¶ a logo a la difra cci¶ o n de la luz p or una re jilla de di fra cci o n p e ro con losp a p e lesde onda y m a ¶ te ria inve rtidos.A s¶ ³,un e lectr¶ o n y la re dde difr acci¶ o n inte r actu¶a n de m o do d¶ e bi lp or m e dio de una \p ote ncialp onder om oti vo",de m o do q ue la m e dida de e se e fe cto s¶ o lo p udo r e a liza rse con la inve nci¶ o n dellase r e n 19 6 0 p or e lf¶ ³si co norte a m e rica no T he o dore Ha r oldMa i m an (n.192 7 ).2 3 La p r i m e ra obse rva ci¶ o n e xp e r i m e nta l del e fe cto K ap i tza {Dira c fue r e a liza da p or P.Goulde tal.e n 19 86 .2 4 R e ciente m e nte ,e n 2 001,2 5 D.L.Fre i m und, K .A °ato oniy H.B a te laa n anunci a ron ha be r obse r va do una difr acci¶ o n li br e de e lectrone sp or una onda de luzlase r i nte nsa y e sta ci ona ria. 2 7 .E fe cto V avi l ov{C he r e nkov (19 34 ) E n 1897 ,2 6 e lf¶ ³si co i ngl ¶ e s Si r Jose p h J.La rm or (1857 {19 42 )dem ostr¶ o q ue una car ga e l ¶ e ctri ca a ce lera da irra di a e ne rg¶ ³a .E n 19 34,los f¶ ³sicos rusos Pave lA lekse ye vich C he r e nkov (19 04{19 9 0,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 19 58) y Se rge y Iva novich V avilov (189 1{19 51) e n tra ba jos indep e ndiente sp ublica dose n Doklady A kadem iiN auk USSR 2 ,p .451, 457 y re sp e ctiva m e nte i ntituladosV idim oe Sveche nie Chistich Zhsidkoste ipodDe istviem ° {Izluche nija y O V ozm ozhnich Pr ichinach Sinego ° {Sveche nija Zhsidkoste i,a nunci a ron q ue ha b¶ ³an obse rva do la e m isi¶ o n de luza zule n un re cip i e nte con agua cua ndo e ra i rr adiado con una fue nte de ondasde r adi o.E n una se r i e de e xp e rim e ntos,C he r e nkov m ostr¶ o q ue la luz azulno e ra debida a °uore sce nci a ,com o se cr e¶ ³a,sino a un nue vo tip o de ra diaci o n (fe n¶ ¶ o m e no m ¶ a star de cono ci do com o e fecto V a vilov{Che re nko v)ge ne ra da p or p a rt¶ ³culasve loce sy car ga dase l ¶ e ctri ca m e nte .E n 19 37 ,2 7 e sta bleci¶ o lasp rop i e dadesge ne ra les 28 de e ste nue vo tip o de r adiaci¶ o n; e n 1937 , losf¶ ³si2 3 Physi ca lR e view Le tte r s4,p .56 4. .Physica lR e view Le tte r s56 ,p .82 7 . 2 5Fr e i m und,D.L.,A °a to o ni ,K .y B ate laa n,H.2 001.N a ture 413,p .142 . 2 6 La r m o s,J.J.1897 .Phi l o so p hica lMa ga zine 44,p .503. 2 7 C he r e nkov,P.A .1937 .Physi ca lR e view 52 ,p .37 8. 2 8 Fr a nk,I.M.y Ta m m ,I.Y.1937 .Do kl a dy A ka dem iiN a uk USSR 14,p .109 . 2 4Goul d ,P.e ta l .19 86 19 Go r t e r ,C .J.y C asi m i r ,H.B .G.1934.Physica 1,p .306 . .y Lo ndon,H.19 35.Physica 2 ,p .341. 2 1B a r soum ,M. ,Pa tte n,D.y T ya gi ,S.19 87 .A p p l iedPhysi csLe tte r s51,p .19 54. 2 2 Davi sso n,C .J.y Ge r m e r ,L.H.19 2 7 .N a ture 119 ,p .558 y Physica lR e view 30,p .7 05. 2 0Lo nd o n,F.W C r¶ o ni ca de lose fe ctosf¶ ³sicos.Par te III.Jos¶ e M.Filardo B assalo 35 onda de choq ue p ro ducida p or un ba rco o un avi¶ on cua ndo su ve lo cidade sm ayor,re sp e ctiva m e nte ,q ue la ve lo ci dadde lasondasde a gua o q ue la ve lo cidad delsoni do e ne la i r e .A s¶ ³,la ra di a ci o n de C he re nkov ¶ e se m iti da e n un cono cuyo ¶ a ngulo µ e st¶ a dado p or : cosµ = Fi gur a 1: R a di a ci¶ o n de V avilov{C he re nkov cosrusosIlya Mikha i lovic Fra nk (19 08{19 9 0,p r e m i o nobe lde f¶ ³si ca e n 19 58)e Igor E vge ni e vi ch Ta m m (1895{197 1,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 1958) desa rrollaron la te or¶ ³a cl¶ a sica de e sa ra diaci¶ o n alm ostra r q ue o curre cua ndo una p a rt¶ ³cula ca rga se m ue ve a trav¶ e sde un m e dio tra sp a re nte con una ve loci dadconsta nte y m ayor q ue la de la luz e n e se m e 29 di o.E n 19 40, e lf¶ ³si co ruso V i ta ly La za re vi ch Ginzburg (n.1916 ,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 2 003)desa rroll¶ o la te or¶ ³a cu¶ a ntica de e sa r adiaci¶ o n. E sop ortuno obse rva r q ue e ste nue vo ti p o de ra di aci¶ o n se utiliza e n la construcci¶ o n de losllam ados\dete ctore sde C he re nkov" utiliza dosp ar a m e di r la ve loci dadde lasp a rt¶ ³culasca rga das. C om o ya m e nci ona m os,e le fe cto V avilov{C he re nkov i m p li ca q ue una p a rt¶ ³cula car ga da (p .e j.un e lectr¶ o n) p a sa a trav¶ e sde un m e di o tra sp ar e nte con ¶ ³ndice de re fra cci¶ o n n con una ve lo ci dadV m ayor q ue la ve lo cidadde la luze n e lm e di o c v= n e sto e s: c V 1 V > ) =¯> n c n pi e rde una fra cci o n de e ne rg¶ ¶ ³a e n form a de ra di a ci on ¶ de V avi lov{C he re nkov.E ste p ro ce so e sa n¶ a logo a la 2 9 Gi nzbur g,V .L.19 40.Zhur na lE kspe r im e nta l ¶no iiTe o re tisko iFizi ki10,p .589 y Jo ur na ld e Physics USSR 2 ,p . 441. 1 ¯n 2 8.E fe cto Pi nch (B e nne tt: 19 34 ; To nks: 19 39 ) E n 19 34,W i llardH.B e nne ttp ublic¶ o un ar t¶ ³culo e n PhysicalR e view 45,p .89 0,i ntitulado Magne tically Se lf{Focussing Stream s,donde m ostr¶ o q ue la descar ga de una a lta corriente a trav¶ e sde un p lasm a (esto e s,un ga sde p a rt¶ ³culase lectri zadas)p o dr¶ ³a e m p uja rlo late r alm e nte .E lm e canism o b¶ a si co de e se fe n¶ o m e no,cono ci do com o e fecto Pinch,e sla inte ra cci¶ o n de la corriente con su p rop i o cam p o m agn¶ e ti co o,e q ui valente m e nte ,la a tra cci o n e ntre a lam bre sde ¶ corriente sp a ra lelas.E ste e fe cto fue anti cip a do p or Le w iTonks,e n 19 39 ,e n e la rt¶ ³culo T heor y of Ma gne tic E ®ectsin the Plasm a of an A rc p ubli cado e n PhysicalR e view 56 ,p .36 9 .N ¶ o te se q ue la i ne sta bilidadinhe re nte de e ste e fe cto fue m ostra da p or e l f¶ ³sico nor te a m e rica no Mar sha llN .R ose nblue th (n. 19 2 7 ),e n 19 57 . Te rm ina m os e ste ap a rtado p r e ci sando q ue e lf¶ ³sico ruso Igor E vge ne i e vich Tam m (189 5{19 7 1,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 19 58),e n 1950,fue e lp rim e ro e n suge rir e luso dele fe cto Pinch p a ra controlar un p lasm a con un ca m p o m a gn¶ e tico. 2 9. E fe cto Ue hl i ng{Paste r na ck{La m b (19 35/19 38/19 4 7) E n 192 830 e lf¶ ³si co i ngl¶ e sPaulA dri e n Ma uri ce Dira c (1902 {19 84,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 19 33)for m ul¶ o la te or¶ ³a re lati v¶ ³stica del e lectr¶ o n r e sum ida e n la hoy c¶ e lebre e cuaci o n de Dira c: ¶ (i¹ h ° ¹ @¹ ¡mc)ª = 0 donde ° ¹ e suna m a triz4£4,una m a trizde Dira c, @¹ e sun cuadri gra di e nte ,ª e suna m a tri zcolum na 4£1o e sp inor de Di ra c,m e sla m a sa de re p oso del e lectr¶ o n,y c e sla ve locidadde la luze n e lva c¶ ³o. Me diante la e cuaci o n a nte rior se p ue de m ostra r q ue ¶ la e ne rg¶ ³a dele lectr¶ o n e n e l¶ a tom o de hi dr¶ o ge no (H ) e st¶ a dada p or:31 · µ ¶¸ ®2 ®4 n 3 2 E n j ¼ mc 1¡ 2 ¡ 4 ¡ 2n 2n 4 j+ 1 2 1 (j = `§ ) 2 30Di r ac,P.A .M .192 8.Procee d ingso f the R o ya lSociety o f Lo ndo n A 117 ,p .6 10. 31B a ssal o , J. M. F. 2 004. T ¶ o p ico s d e El e trod in^a m ica Q u^a ntica .E di tor a Li vr ar i a da F¶ ³si ca ,SP (e n p r e nsa ). 36 donde e2 1 ®= ¼ hc ¹ 137 e sla consta nte de e structura ¯na,y n;`;jre p r e se nta n,r e sp e cti va m e nte ,los n¶ u m e r os cu¶ a nticos p rincip a l,m om e nto angular orbita ly m om e nto a ngular total.La e cua ci¶ o n ante rior i ndica q ue lose sta dos(nlj)de e ne r g¶ ³a de lose lectrone sre lativ¶ ³sti cos e n e l¶ a tom o de H y con losm ism osn¶ u m e roscu¶ a nti cosn y json dege ne ra dos(ti e ne n e lm ism o va lor) com o,p or e je m p lo,lose sta dos2 s1=2 y 2 p 1=2 .De be a clara rse q ue p a ra lose sp e ctroscop i sta ss corre sp onde a `= 0 y p a `= 1. La dege ne ra ci o n p r op ue sta p or la e cuaci ¶ o n de Di ¶ r ac com e nz¶ o a se r e studiada e n la d¶ e ca da de 1930.Pa 32 ra 19 32 , losf¶ ³sicosnorte a m e ri ca nosE dw i n C r aw for dK e m ble (1889 {1984)y R icha rdDavi dPr e se nt (n.1913)y,e n 19 35,33 e ltam bi ¶ e n f¶ ³si co nor te a m e rica no E dw in A lbre chtUe hli ng (19 01{19 85) ca lcularon q ue deb¶ ³a ha be r una p e q ue n~ a di fe r e nci a e ntre lose sta dos2 s1=2 y 2 p 1=2 .E n susinve stigaci one s obse rva ron q ue cuando una ca rga e l ¶ e ctrica Q0 > 0 se colo ca e n e lva c¶ ³o,su ca m p o coul¶ o m bi co p ro duce p a re svi rtualesde e lectr¶ o n{p ositr¶ o n y,p or consigui e nte ,lose lectrone sde e se p ar son a tra¶ ³dosp or e sa car ga ,e n ta nto q ue losp ositrone stienden alin¯nito.A s¶ ³,una ca rga Q0 se r¶ a di sm inui da p ar cialm e nte p or lascar ga sde lose lectrone svi r tua les.E sta si tua ci¶ o n e sa n¶ a loga a la de una car ga e l ¶ e ctri ca q ue p olariza e lm e di o m ate riale n q ue se e ncue ntra .34E lr e sulta do e sq ue losp a re svi rtualesha ce n q ue e lva c¶ ³o se com p orte com o \un m e di o p olari zable" y,p or ta nto,la situa ci o n re fe ri ¶ da e q uiva le a una \p olariza ci on ¶ delva c¶ ³o". E n su tra ba jo Ue hling obse rv¶ o q ue ,e n vi r tudde la dism i nuci¶ o n de una ca rga e l ¶ e ctri ca e n e lva c¶ ³o,los e sta dose lectr¶ o nico s del¶ a tom o de H te ndr¶ ³an m ayor p roba bi li dadde p e ne trar e ln¶ u cleo de e se ¶ a tom o y p rovo ca r un a bati m i e nto e n e lni ve lde e ne rg¶ ³a de e sose sta dos.De e se m o do dem ostr¶ o q ue e le sta do 2 s1=2 e ra 2 7 MHz m e nor q ue e le sta do 2 p 1=2 .Por e sta ra z¶ o n,e ste re sultado e scono cido com o e fe cto Ue hling. E n 19 37 ,35 e lf¶ ³si co norte a m e rica no W illi a m Houston (19 00{196 8) m i di¶ o la di fe re nci a e ntre e sose sta dosusa ndo e sp e ctroscop ¶ ³a ¶ o p tica .Su m e di da fue con¯r m a da p or e lta m bi ¶ e n f¶ ³sico norte a m e rica no R obley C .W i lliam se n 1938.36 32 K e m bl e ,E .C .y Pr e se nt,R .D.19 32 .Physi ca lR e view 44, p .1031. 33 Ue hl i ng,E .A .1935.Physi ca lR e view 48,p .55. 34Jacks o n,J.D.199 8.Cla ssica lE lectrod yna m ics,3r dE d i ti o n.Jo hn W i ley,N e w Yor k. 35Ho uston,W .19 37 .Physi ca lR e vie w 51,p .446 . 36 W i lli a m s,R .C .1938.Physica lR e view 54,p .558. C o nta cto S 52 ,31{40 (2 004) Una nue va e xp lica ci¶ o n te ¶ o ri ca p a ra e le fe cto Ue hling fue form ulada p or e lf¶ ³sico norte am e r i cano Sim on Pa ste rna ck (1914{19 7 6 ),e n 19 38.37 Se g¶ u n e ste f¶ ³sico se debe a una re p ulsi o n de cor to a lca nce ¶ e ntre e le lectr¶ o n y e lp rot¶ o n,ra z¶ o n p or lo q ue com e nz¶ o a nom bra rse e fecto Ue hling{Paste rnack. E n 19 39 ,PhysicalR e view 56 ,p .384y e n 19 40 PhysicalR e view 57 ,p .458),e lf¶ ³sico norte a m e ri ca no W illi s E uge ne La m b Juni or (19 13{; p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 55)p ubli c¶ o q ue e le fe cto Ue hling-Paste r nack no p od ¶ ³a se r e xp li cado consi dera ndo e ldeca im e nto de un p r ot¶ o n e n ne utr¶ o n se guido de un m e s¶ on p osi ti vo. Fi na lm e nte ,e n 19 47 ,38 usando t¶ e cni casde m i cro ondas,La m b y e lf¶ ³sico norte am e ri ca no R obe rtC ur ti s R e the r ford(19 12 {19 81) con¯rm ar on e se e fe cto alm ostra r e lp a so de una m i cr o onda de fre cue ncia º ¼ 1000MHz a trav¶ e sde ¶ a tom os de H conve rt¶ ³a a le stado 2 p 1=2 a l2 s1=2 .De sde e ntonce se se re sultado e sconoci do com o e fecto Lam b o disloca m iento La m b. 30.E fe cto UR C A (Gam ow {Sche nbe r g,19 4 1) 39 E n 189 6 , e lf¶ ³sico fr anc¶ e sA ntoine He nriB e cq ue re l(1852 {19 08,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 1903)descubri¶ o q ue loscrista lesde ura nilo (sulfato de p ota sio y ur anio (K U S O 4)e ra n cap a ce sde e m iti r ciertos \r ayos" hasta e ntonce sdescono cidos.Po co m ¶ a star 40 de,e n 189 9 , e lf¶ ³sico ingl ¶ e sSir E rne stR uthe rfor d (187 1{19 37 ),p re m io nobe lde q u¶ ³m i ca e n 1908,obse r v¶ o q ue e sosrayose staba n consti tui dosde p ar t¶ ³culasca rga dasp ositi va m e nte (lasdenom i n¶ o \p ar t¶ ³culas®"),y de otra sca rga dasne gativam e nte (denom ina das\p a rt¶ ³culas¯").E n 1900,la f¶ ³sica y q u¶ ³m ica p olaco{fr ance sa Ma rie Sklo dow ska C uri e (186 7 { 19 34)p re m i o nobe lde f¶ ³si ca e n 1903 y 19 11)y su m a ri do,e lf¶ ³si co fra nc¶ e sPier re C uri e (1859{19 06 ,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 03)y B e cq ue re l,e n tra ba jos i ndep e ndiente s,41 dem ostra ron q ue losr ayos¯ e r a n e lectrone se m itidosp or un n¶ u cleo A q ue se transform a e n otro n¶ u cleo B ,p ro ce so cono cido a p ar ti r 42 de e ntonce scom o decaim iento ¯.E n 19 14, e lf¶ ³sico i ngl ¶ e sSir Ja m e sC ha dw ick (189 1{19 7 4,p re m io 37 Pa ste r na ck,S.1938.Physi ca lR e view 54,p .1113. b Juni o r,W .E .y R e the rfo rd,R .C .1947 .Physica l R e vi e w 7 2 ,p .2 41. 39 B e cq ue r e l ,A .H.189 6 .C o m p te sR e nd usHe bd om ad a ire s d e sS¶ e a nce sd e l ¶A ca d ¶ e m ie d e sScience s(Pa r i s)112 ,p .42 0. 40R ut he rfo r d ,E .1899 .Phil o so p hica lMa ga zine 47 ,p .109. 41C ur i e ,M .y C uri e ,P.19 00.C o m p te sR e nd us He bd om ad a ire sdes S¶ e a nce sde l ¶A ca d ¶ e m ie des Scie nce s(Par i s)130, p .6 2 7 ; B e cq ue r e l ,A .H.19 00.C o m p te sR e nd usHe bd o m a da ire s des S¶ e a nce s d e l¶A ca d e m ie d ¶ e s Scie nce s(Par i s) 130,p . 809 . 42 C ha d wi ck,J.19 14.V e r ha ndl unge n d e r De utsche n Physika l ische Ge se llscha ft16 ,p .383. 38 La m C r¶ o ni ca de lose fe ctosf¶ ³sicos.Par te III.Jos¶ e M.Filardo B assalo nobe lde f¶ ³sica e n 19 35)dem ostr¶ o q ue e n e se p ro ce so f¶ ³sico lasp a rt¶ ³culas¯,e sto e s,los¯{e lectrone sp ose¶ ³a n un e sp e ctro continuo de e ne r g¶ ³a . A l com ienzo de la d¶ e ca da de 19 2 0 se desa t¶ o la p ol ¶ e m ica re lacionada a la e ne rg¶ ³a de las p a rt¶ ³culas¯.Se dese aba sa be r sie sta ba dete rm i na da p or las e ne rg¶ ³as de los n¶ u cleos ¯nale ini ci a lo siva riaba conti nua m e nte ,se g¶ u n a ¯rm a ba C hadw ick e n 1914.Ha b¶ ³a ,adem ¶ a s,una cue sti¶ o n ob je tiva : siun e lectr¶ o n e s e m iti do p or n¶ u cleo A (p adre ) q ue se tra nsform a e n e ln¶ u cleo B (hijo)y ti e ne e ne rg¶ ³a m e nor q ue susm a sa sde r e p oso >d¶ o nde va la e ne r g¶ ³a fa l43 ta nte ? E n 19 2 4, los f¶ ³sicos,e ldan¶ e s N iels He nrik Davi dB ohr (1885{196 3,p re m i o nobe lde f¶ ³si ca e n 19 2 2 ),e lholand ¶ e sHe ndrik A nthony K ra m e r s (1894{1952 ) y e lingl ¶ e sJohn C larke Slate r (19 00{ 197 6 ),p r op usi e ron la i dea de q ue e lp r i nci p io de conse rva ci¶ o n de la e ne rg¶ ³a s¶ o lo e sv¶ a li do e stad ¶ ³sti ca m e nte p ar a fe n¶ o m e nosm a crosc¶ op i cos y e ra vi olado e n p ro ce sosa t¶ o m icoscom o e ldeca i m i e nto ¯. C on todo,p ar a sup e ra r e sa di¯culta d,e n diciem bre de 19 30,e lf¶ ³sico a ustro{norte am e r i cano W olfgang Pa uliJunior (1900{19 58,p r e m i o nobe lde f¶ ³si ca e n 19 45)p r op uso,e n la re uni¶ o n delGroup of R adiactivity o fTubinge n,e n una ca rta abier ta a losf¶ ³si cos,la sue co{a ustriaca Lise Me itne r (187 8{19 6 8)y e l a lem ¶ a n Ha nsW ilhe lm Ge i ge r (1882 {1945),la e xiste ncia de una p ar t¶ ³cula ne utra ,de m a sa m uy p e q ue n~ a sin e xce der 0.01la m asa delp rot¶ o n,q ue e ra em i ti da junto con e le lectr¶ o n p or e ln¶ u cleo ra di a cti vo \p adre ",cuya e ne r g¶ ³a re sta ura ba e lp rincip i o de conse rva ci¶ o n. 44 E n 1934, e lf¶ ³sico ita liano E nr i co Fe rm i(19 01{ 1954,p r e m i o nobe lde f¶ ³sica e n 19 38) dio e lnom bre de ne utrino (º)a e sa p a rt¶ ³cula.Form ul¶ o e n e sa o ca si¶ o n la te or¶ ³a de la inte ra cci¶ o n d¶ e bilcom o re sp onsa ble deldeca i m i e nto dado p or: n ! p + e ¡+ º Hoy se sa be q ue e n e se deca im iento se ha lla un a ntine utri no e lectr¶ o ni co (ºe )e n luga r de º. E n 19 41,losf¶ ³sicos,e lruso{norte a m e rica no Ge orge Ga m ow (19 04{19 6 8)y e lbra si len~ o Ma rio Sche nbe rg (19 14{199 0)p ublica ron un a rt¶ ³culo e n Physical R e view 59,p .539 ,con e lt¶ ³tulo N e utrino T heor y of Ste llar Colap se e n e lq ue p r e se nta ron e lfa m oso m e ca nism o p ar a e xp li car e lcolap so e ste lar: cua ndo e l ce ntro de una e stre lla a lca nza una densi dadm uy a lta com ienza a ca p tura r e lectrone sy a p e rder ne utri nos,e llo p rovo ca un e nfr i a m iento y,e n conse cue ncia,su colap so. 43 B o hr,N . ,K r a m e r s,H.A .y Sla te r ,J.C .19 2 4.Phil o so p hica lMa ga zine 47 ,p .7 85,y Ze itschr iftfÄ u r Physik 2 4,p .6 9. 44Fe r m i ,E .19 34.R ice rca Scie nti¯ca 4,p .49 1; N uo vo Cim e nto 11,p .1; y Ze itschr iftfÄ u r Physik 88,p .16 1. 37 E lcolap so e ste lar ya hab¶ ³a sido p r op ue sto p or e l f¶ ³sico norte a m e r i cano Juli us R obe rt O p p e nhe i m er (19 04-19 6 7 )e n 19 39 ,e n dostra ba josre a liza doscon doscolabor ador e s; e lp r i m e r ar t¶ ³culo (PhysicalR e view 55,p .37 4)con e lf¶ ³si co ruso{norte a m e rica no Ge or ge Micha e lV olko® (1914{2 000) y e lse gundo (PhysicalR e view 56 ,p .455)con e lf¶ ³si co nor te a m e rica no Har tlandSnyder (1913{19 6 2 ).E n e sostra ba jos a¯r m a ron q ue cua ndo se a gota ban to daslasfue nte s te rm onuclea re sde una e stre lla su¯ci e nte m e nte m a si va la contra cci¶ o n gravi taci ona lcontinuar¶ ³a i nde¯ni dam e nte ha sta su colap so tota l.E sop or tuno re sa lta r q ue e sta \si ngular i dad" ya ha b¶ ³a sido a nticip ada p or e lastr¶ o nom o K a r lSchw a rzschild(187 3{ 19 16 ),p o co ante sde su dece so,e n Sitzungsbe r ichte Pre ussische A ka dem ie der W isse nscha fte n 1,p . 189 ; 42 4. La fuga de ne utri nos, se g¶ u n e xp li ca n Ga m ow y Sche nbe rg,r e sp onde a lm e canism o i nve r so de la desi nte gra ci¶ o n ¯ y o curr e e n e linte rior de una e stre lla: un p rot¶ o n (p )se transfor m a e n un ne utr¶ o n (n) con e m isi¶ o n de un p ositr¶ o n (e + )y de un ne utri no (º), e sto e s: p ! n + e+ + º Se g¶ u n Ga m ow ,la i dea de i ncluir alne utrino com o clave delcolap so e ste lar fue de Sche nbe rg. E ste m e ca ni sm o fue cono ci do com o e fecto UR CA . A ce rca delp orq u¶ e delnom bre hay tre se xp lica cione s.La p rim e ra re m ite a Ultra R ap ide CA tastrop he .La se gunda e sp intore sca ; de a cue rdo a la conse ja Ga m ow i nte nt¶ o hom e na je a r a la p a tri a de Sche nbe rg donde e la ntiguo Ca ssino da Urca e n R ¶ ³o de Ja ne iro p rovo ca ba una gr an p ¶ e r di da de di ne ro (a s¶ ³com o de ne utri nose n lase stre llas).Se cue nta q ue la m ism a e sp osa de Ga m ow lo consta t¶ o e n e se ca sino e n 19 39 dur ante la vi sita de Gam ow a R ¶ ³o de Ja ne iro.La te rce ra e xp lica ci o n a lude a la p a labr a \ur ¶ ca " e m p leada e n O dessa (donde vi vi¶ o alg¶ u n tiem p o Ga m ow )p a ra bandido. 31.E fe cto C a si m i r (19 4 8) E n 19 47 ,losf¶ ³si cosholandese sHe nr i k B rugtGe r har dC a si m ir (19 09 {2 000)y Di r k Polder ca lcular on la e ne rg¶ ³a de inte r acci¶ o n e ntre ¶ a tom os.45 A lconsi dera r la ve lo cidad¯nita de p r op a ga ci¶ o n delca m p o e lectrom a gn¶ e tico dem ostra ron q ue e sa e ne r g¶ ³a dism i nu¶ ³a con e li nve r so de la se xta p ote nci a de la di stancia e ntre los¶ a tom oscua ndo e ra n m uy p r ¶ o xim osy con e linve rso de la s¶ e p tim a p ote ncia cuando se ha llaban a 46 gr andesdista ncias.C ierto d ¶ ³a deloto n~ o de 1947 , 45Publ i cado e n 19 48,e n Physica lR e vie w 7 3,p .36 0. .,Far i na ,C .y C ougo Pi nto ,M.V .199 8.O e fe i to Ca sim ir.C a d e r no s de Di vulga» c~a o e E d uca» c~a o C i e nt¶ ³¯ca 5. IFUFR J. 46 T or t,A 38 C o nta cto S 52 ,31{40 (2 004) C a sim ir m ostr¶ o susc¶ a lculosa lf¶ ³si co dan¶ e sN ielsHe nrik Davi dB ohr (1885{19 6 2 ,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 192 2 )q ui e n le sugiri o consider ar e n susc¶ ¶ a lculosla e ne rg¶ ³a delp unto ce ro delva c¶ ³o.De e sta m a ne r a,C a sim ir p r e p a r¶ o un nue vo tra ba jo p ar a un coloq uio p or e fe ctuar e n Pa r¶ ³s,e n a brilde 19 48.Poco m ¶ a star de,e l2 9 de m ayo de 1948,lo p r e se nt¶ o en la A cadem i a R e alHolandesa de A rte sy C i e ncias. E se a rt¶ ³culo,inti tulado O n the attraction be tw ee n two pe rfectly cond ucting p late sp ublica do e n K o ninklijke A kadem ie vo n W e te nschap pe n te A m ste rdam ProceedingsB 51,p .7 9 3,C a sim i r a ¯rm ¶ o : \E xiste una fue rza a tra cti va e ntre dosp laca sm e t¶ a lica sindep e ndiente delm a te r i a lde lasm ism a sa p ar ti r de una dista ncia com p a ra ble a longitudesde onda; la p r ofundidadde p e ne tra ci¶ o n e sp e q ue n~ a com p a ra da con la dista ncia.E sta fue rza p ue de i nte rp re ta rse com o una p re si¶ o n de p unto ce r o de lasondase lectrom a gn¶ e ti ca s.A p e sa r de lo p e q ue n~ o dele fe cto,p a re ce vi a ble una con¯r m a ci¶ o n e xp e rim e ntalq ue ,a dem ¶ a s,p ue de se r de a lg¶ u n inte r¶ e s".Se g¶ u n C a sim i r,la fue rza r e fe rida e st¶ a dada p or : F = ¡A ¼2 ¹ hc 2 40a4 donde A e se l¶ a re a de cada p laca ,ala se p a ra ci o n e n¶ tre e llas,¹ h = h =(2 ¼),con h igua la la consta nte de Planck,y c e sla ve lo cidadde la luze n e lva c¶ ³o.Pa ra e lcaso de p laca sde un ce nt¶ ³m e tro cua dra do se p a ra dasuna m i l ¶ e sim a de m il ¶ ³m e tro C asi m i r calcul¶ o una fue rza de 0.013 dina s. E ste e fe cto,cono ci do com o e fecto Casim ir,fue com p roba do e xp e rim e nta lm e nte p or p r i m e r a ve z e n 195847 p or e lf¶ ³si co holand¶ e s Mar cus J.Sp ar naay usa ndo dose sp e josm e t¶ a licosp lanosde a lum ini o y una ba lanza de re sorte .La i nce rti dum bre e n la se p a ra ci¶ o n de lasp laca slo llev¶ o a un nue vo e xp e r i m e nto e n 199 7 48 he cho p or Ste ve K .La m ore aux, q ui e n utiliz¶ o una e sfe ra m e t¶ a li ca de 4cm de di am e¶ tro y una p laca p lana de cua rzo de 2 .5 cm de e sp e sor,am bosre ve stidosde cobre y oro,cone ctadosa un p¶ e ndulo de torsi¶ o n.C ua ndo a ce rc¶ o la e sfe r a y la p laca a una di sta ncia de a lguna sm icra sla fue rza de C a sim ir p r o dujo una fue rza cuyo va lor e staba dentro del5% de e rror re sp e cto a lvalor te ¶ o rico.E ste e xi toso re sultado i nsp i r¶ o la re a liza ci¶ o n de nue vos e xp e rim e ntos. A s¶ ³,e n 19 9 8,Um a r Mohidee n y A nushre e R oy (PhysicalR e view Le tte rs81,p .4549 )usa ron un m i croscop io de fue rza a t¶ o m ica p ar a m e dir la \fue rza de C a sim ir" e ntre una e sfe r a,r e ve sti da de a lum inio de 19 6 47 Sp ar naay,M .J.19 58.Physica 34,p .7 51. or e aux,S.K .19 97 .Physica lR e vie w Le tte r s7 8,p .5. 48 La m m icra sde di a m e tro y una p laca ,re cubierta delm i ¶ sm o m e tal; p a ra se p a ra cione sde 0.1a 0.9 m icra sha llar on va lore sdentro del1% delva lor te ¶ ori co. Hoy se e xp lica e ste fe n¶ o m e no con la no ci¶ o n de va c¶ ³o cu¶ a nti co; dos p laca sm e t¶ a li ca sp a ra lelas,e l¶ e ctrica m e nte ne utra sy con m a sa sdesp re ciablesno tiene n p or q u¶ e atrae rse ,se g¶ u n la m e c¶ a ni ca cl¶ a sica .La a tracci¶ o n re sulta de la fa lta de fotone svirtua lesq ue consti tuye n e lvac¶ ³o cu¶ a ntico e ntre lasp laca s; alse r ¶ e ste sup rim ido p or lasp laca slleva a una dism i nuci o n de ¶ la e ne r g¶ ³a de e se va c¶ ³o y,e n conse cue ncia,a p a re ce una fue r za a tra cti va de a cue rdo con e lp r i nci p io de m ¶ ³nim a e ne rg¶ ³a . E sop ortuno r e sa lta r q ue surgi o la p osi ¶ bili dadde ge ne ra li zaci o n a otra s ge om e tr¶ ¶ ³as (p laca se sf¶ e rica s y cil ¶ ³ndrica s)y,ta m bi ¶ e n,otrosca m p oscu¶ a nticos,p or e je m p lo fe rm i one sm a sivosq ue con¯na n a losq ua rks y gluone sdentro de loshadrone s(m e sone sy ba rione s).E n otrost¶ e r m inos,e le fe cto C asi m i r ha de juga r un p a p e lm uy i m p orta nte e n lasp r op iedadesde losha drone s. O tra ge ne r aliza ci¶ o n dele fe cto C asi m i r consi ste e n consider ar lo com o re sulta do de las°uctua cione sdel va c¶ ³o cu¶ a nti co p rovo cado p or la ge om e tr¶ ³a dele sp aci o usua lR3 donde ocurr e n las°uctua cione s.Por otro lado,la te or¶ ³a de cue rdasp rop one m ¶ a sde tre s di m e nsi one se sp a cialesp e ro ¶ e stasno son descri ta s p or una re cta sino p or un c¶ ³rculo o una curva re sultante de la deform a ci¶ o n conti nua de un c¶ ³rculo. Hasta e lp r e se nte (fe br e ro de 2 004) no se ha n ha llado e sa sdi m e nsi one se n la N a tura leza.Silashubi e ra ,ca usa r¶ ³an m o di¯caci one se n e lva c¶ ³o cu¶ a ntico y,p or lo ta nto,ha br¶ ³a tam bi ¶ e n m a nife sta cione s dele fe cto C a sim ir. A dem ¶ a sde lo dicho,e le fe cto C a si m i r e si m p orta nte p ar a la ve ri¯caci o n de la ley de gr avita ci¶ ¶ o n ne w toniana a distanci a sm uy p e q ue n~ a s(delor den de na n¶ om e trosy m e nore s),a s¶ ³com o e n lossi ste m a sm i cro e lectrom e c¶ a nicosy lasna no e structura sdonde suscom p one nte sp ue den unirse m e diante la fue r za de C a sim ir.Se abr e ta m bi ¶ e n la e sp e culaci o n a ce rca de la re ¶ laci¶ o n e ntre e ste e fe cto y la sonolum i nisce nci a obse r va do p or p ri m e r a ve zp or e lf¶ ³si co norte a m e rica no Se th J.Putte rm a n.E n e sa o ca si¶ o n,Putte r m a n obse r v¶ o q ue un a bur buja de ga se n e lse no de un l ¶ ³q uido e xp ue sta a un ca m p o sonoro se e xp ande y contra e e m i tiendo p ulsosde luzdelor den de p icose gundos(1p s= 10¡12 s). A l¯na lde e ste a rt¶ ³culo dam osm ¶ a sre fe re nciasa ce rca de e ste inte re sa nte e fe cto. 32 .E fe cto i so t¶ op i co (1950) E n 19 50,e lf¶ ³sico norte am e ri ca no E m a nue lMaxw e ll C r¶ o ni ca de lose fe ctosf¶ ³sicos.Par te III.Jos¶ e M.Filardo B assalo (19 12 {2 000)e ,i ndep e ndiente m e nte ,losta m bi ¶ e n f¶ ³si cosnorte am e r i canosC .A .R e ynolds,B e rnie Se ri n, W .H.W righty L.B .N e sbittp ublica ron dosa rt¶ ³culose n Physica lR e view 7 8,p .47 7 y p .487 i ntitulados, re sp e ctiva m e nte ,Isotope E ®ectin the Supe rconductivity o f Me rcury y Supe rco nd uctivity of Isotop e sof Me rcury.E n e sostra ba josanota n q ue la te m p e ra tura cr¶ ³ti ca (T c)de lossup e rconductore sva r¶ ³a e n ra z¶ on i nve rsa de ci e rta p ote nci a de su m asa isot¶ op i ca; tal obse rva ci o n e scono cida hoy com o e fecto isot¶ ¶ o p ico. E n 19 50,losf¶ ³sicos,e la lem ¶ a n He r be rtFr Ä o li ch (19 05{ 199 2 )y e lnorte a m e ri ca no John B a rdee n (19 08{19 9 1, p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 56 y 197 2 ) p rop usieron e n dostra ba josdisti ntos49 una te or¶ ³a p a ra e xp lica r e se e fe cto,se g¶ u n e lcua lun e sta do de sup e rconducci¶ o n e r a debido a la inte r acci¶ o n de dose lectrone sy a la vi bra ci o n de los¶ ¶ a tom ose n e lcrista l, i nte ra cci o n cono cida desde e ntonce scom o inte rac¶ ci¶ o n e lectr¶ o n{fo n¶ o n.E n l ¶ ³ne a sge ne r ales,un e lectr¶ on a ldesp laza rse e n una r e dcrista li na de i one sp osi ti vosse r ¶ a a tra¶ ³da p or ¶ e stosp rovo cando una vibra ci on ¶ e n la re d.FrÄ o lich m ostr¶ o q ue la te m p e ra tur a T c var¶ ³a e n ra z¶ on i nve rsa delcuadrado de la m a sa i sot¶ op i ca .E ste r e sulta do te ¶ o rico fue con¯rm a do e xp e rim e nta lm e nte p or R e ynolds,Se rin y N e sbittcon is¶ o top osde m e r cur i o e n 1951.50 33.E fe cto Pom e r anchuk (1950) E n 19 38,51 los f¶ ³si cos,e l ge rm a nonor te a m e rica no Ha nsA lbre chtB e the (19 06 {,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 6 7 )y e lnor te a m e rica no C ha rlesLoui sC ritch¯e ld(19 10{19 9 4)sugiri e ron la e xiste ncia delis¶ o top o de he lio 3 (32 H e )a lp re se nta r su fam osa ca dena p rot¶ o n{p rot¶ o n com o ge ne ra dor a de e ne r g¶ ³a e n lase stre llasde m a sa se m e jante a la delSole n r e a cci one sdelti p o (nota ci¶ o n a ctua l): 1 1H 1 1H 3 2H +1 1H + 21 D e + 32 H e ! ! ! 2 1D 3 2H 4 2H + e + + ºe e +° 1 e +1 1H +1H 52 E n 19 49 , e ncontrar on e l32 H e a le studi a r e ldeca i m iento be ta deltri tio (31H ),e sto e s: 3 1H (n ! ! e + e ¡ + ºe p + e ¡ + ºe ) 3 2H Una ve zobte ni do e ste is¶ o top o 32 H e delhe li o,e lf¶ ³sico ruso Isa a k Yakovlevich Pom e ra nchuk (19 13{19 6 6 ), 49 Fr Ä o li ch,H.19 50.Physica lR e vie w 7 9,p .845.B a r d e e n,J. 1950.Physica lR e view 80,p .56 7 . 50R e yno l d s,C .A .,Se r i n,B .y N e sbi tt,L.B .1951.Physica l R e view 84,p .6 9 1. 51B e the ,H.y C ri tch¯e ld,C .L.1938.Physica lR e vie w 54, p .2 48. 52 Gr i l ly,E .R .,Ha m m e l,E .F.y Syd ori ak,S.G.1949.Physica lR e view 7 5,p .1103. 39 e n 19 50,p ublic¶ o un tra ba jo e n ZhurnalE kspe r im e nta l¶noiiTeore tiskoiFiziki2 0,p .919 ,con e lt¶ ³tulo K Teor iiZhsidkogo H e 3 ,donde p rop one obte ne r ba ja s te m p e ra tura s solidi¯ca ndo,p or com p re si o n a diab¶ ¶ a tica ,e le stado l ¶ ³q uido de e ste is¶ o top o. N¶ o te se q ue ,e n e sa sfe cha s,a u¶n no se ha b¶ ³a obte nido he li o l ¶ ³q ui do.Se g¶ u n Pom e ra nchuk,e lhe lio l ¶ ³q uido,p or p ose e r e sp¶ ³n fra cci ona rio e n su n¶ u cleo com p ue sto de dosp r otone sy un ne utr¶ o n se r¶ ³a un l ¶ ³q uido fe r m i¶ o ni co dege ne ra do cuya e ntrop¶ ³a dep e nder¶ ³a line a lm e nte de la te m p e ra tur a.E ste p ro ce so de e nfr i a m iento e s,desde e ntonce s,cono ci do com o e fecto Pom e ranchuk o e nfr iam iento Pom e ranchuk. E n 1951,e lf¶ ³sico a lem ¶ a n He i nzLondon (19 07 {19 7 0) p re se nt¶ o la idea de q ue p o d ¶ ³a n obte ne rse te m p e ra tura se stables,e n la r e gi o n de losm ilike lvin usa ndo ¶ un nue vo ti p o de e nfr i a m iento (re fr i ge r ador de diluci o n)con m e zclasde 3 H e y 4H e .M¶ ¶ a star de,e n 53 19 56 , e lf¶ ³si co ruso Le v Davidovich La ndau (1908{ 19 6 8,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 19 6 2 )for m ul¶ o su fa m osa te or¶ ³a dell ¶ ³quido cu¶ a ntico de Fe rm ip ar a e xp lica r lasp rop i e dadesdel3 H e .N ¶ o te se q ue ,e ntre e sa s p rop i e dades,a nti ci p¶ o q ue e n la ve ci ndaddelce ro a bsoluto (0 K )se dar¶ ³a la p rop a gaci o n de una u¶ni ¶ ca onda,llam a da p or ¶ e lde sonido ce ro. De sta q ue m osq ue e lf¶ ³sico norte a m e ri ca no DavidMorris Le e (19 31{,p re m i o nobe lde f¶ ³sica e n 199 6 ), e n 19 6 5,com e nz¶ o a construi r una cavi dadde Pom e ra nchuk p a ra conse gui r te m p e r atur as ca da ve z m ¶ a s ba jas.Fue ta m bi ¶ e n e n 19 6 5 q ue e lf¶ ³sico r uso YuriD.A nu¯r ye v a nunci o e n Jo urnalof E xp e ¶ rim e ntalandT heo re tica lPhysics(JE T P)Le tte rs1, p .155,q ue ha b¶ ³a construido una cavi dadde Pom e ra nchuk con la cuallogr ¶ o una te m p e r atura delor den de 2 0 m K . C oncluim os e sta C r¶ o ni ca p re ci sando q ue ,con e ste e fe cto,Le e y losf¶ ³si cosnor te a m e rica nosR obe rt C olem a n R i cha rdson (19 31{,p re m io nobe lde f¶ ³sica e n 19 9 6 )y DouglasD.O she ro® (1945{,p re m io nobe lde f¶ ³si ca e n 199 6 ) descubrier on la sup e r°uidez del32 H e e n 19 7 2 ,54 a una te m p e ra tura de 2 .7 m K. R e fe r e nci asace r ca d e le fe cto C a si m i r C ar uso N e to,F.,Sva i te r,B .F.y Svaite r ,N .F.199 1. PhysicalR e view D43,p .1300 y Moder n PhysicsLe tter sA 6 ,p .1855. C ougo{Pi nto,M.V .,Fa rina ,C .y Te nor i o,A .199 9 . B razilia n Jour nalof Physics2 9 ,p .37 1. 53 La nd a u,L.D.1956 .Zhur na lE kspe r im e nta l ¶no iI Te o re tisko iFiziki30,p .1058. 54O s he ro ®,D.D.,R i char dson,R .C .y Le e ,D.M.197 2 . Physica lR e vie w Le tte r s2 8,p .885. 40 C o nta cto S 52 ,31{40 (2 004) B ordag,M.,Mohi dee n,U.y Moste p a ne nko,V .M. 2 001.PhysicsR e por ts353,p .1. Milton,K .A .2 001.T he Casim ir E ®ect: Physical Manife stationsof Ze ro-pointE ne rgy.W orldSci e nti ¯c,Si nga p ore . La m bre cht, A . 2 002 . http ://p hysicsw e b.org/a rticle/w or ld/15/9 /6 . A lve s,D.T .,B a rone ,F.A .,Far i na ,C .y Tort,A .C . 2 003.PhysicalR e view A 6 7 ,p .02 2 103. cs