El descubrimiento de Becquerel

Experientia docet El núcleo Artículo 2 de 18

Foto: Levi Midnight / Unsplash

Röntgen descubrió que los rayos X provenían del punto brillante de un tubo de vidrio donde incidía un haz de rayos catódicos (electrones de alta velocidad). Cuando se desconectaba el haz de rayos catódicos desaparecía el punto de luz en el tubo de vidrio; los rayos X procedentes de ese lugar también se detenían.

La emisión de luz por el tubo de vidrio cuando se excitaba por el haz de rayos catódicos es un ejemplo del fenómeno llamado fluorescencia, que era bien conocido antes del trabajo de Röntgen. Se había investigado mucho la fluorescencia durante la última parte del siglo XIX. Se dice que una sustancia es fluorescente si emite inmediatamente luz visible cuando sobre ella incide:

  1. luz visible de longitud de onda más corta de la emitida;
  2. radiaciones invisibles para los humanos, como la luz ultravioleta; o
  3. el haz de electrones que forman los rayos catódicos.

La fluorescencia se detiene cuando la luz excitante desaparece. El término fosforescencia se aplica generalmente a un fenómeno relacionado, la emisión de luz visible que continúa después de que se apaga la luz excitante. [1]

La observación de Röntgen de que los rayos X provenían del lugar que también mostraba fluorescencia le hizo sospechar que había una conexión entre los rayos X y la fluorescencia.

Becquerel tuvo la suerte [2] de contar con los materiales y la capacitación necesarios para estudiar este problema. Ocurría, además, que era hijo y nieto de físicos que habían hecho importantes contribuciones al campo de la fluorescencia y la fosforescencia. En su laboratorio de París, Becquerel había ideado un instrumento para examinar materiales en completa oscuridad una pequeña fracción de segundo después de haber sido expuestos a una luz brillante.

La pregunta que se le ocurrió a Becquerel nos puede parecer obvia, pero no lo es en absoluto: cuando se hace que los cuerpos emitan fluorescencia (o fosforescencia) en la región visible con suficiente intensidad, ¿emiten también rayos X además de luz visible?

Para responder a esta pregunta probó una serie de sustancias exponiéndolas a la luz solar; su método de verificar si también emitían rayos X invisibles seguía la idea de Röntgen: ¿se vela una placa fotográfica bien envuelta colocada cerca de la fuente de esos rayos invisibles? Una de las muestras que usó Becquerel resultó ser una sal del uranio, sulfato de potasio-uranilo. En sus palabras:

Envolví una […] placa fotográfica […] con dos hojas de papel negro grueso, tan grueso que la placa no se veló por la exposición al sol durante todo un día. Puse en el papel una costra de la sustancia fosforescente, y expuse todo al sol durante varias horas. Cuando revelé la placa fotográfica vi la silueta de la sustancia fosforescente en negro sobre el negativo. Si colocaba entre la sustancia fosforescente y el papel una moneda o una pantalla metálica perforada […], la imagen de estos objetos aparecía en el negativo. El mismo experimento se puede intentar con una fina lámina de vidrio colocada entre la sustancia fosforescente y el papel, lo que excluye la posibilidad de una acción química resultante de los vapores que podrían emanar de la sustancia cuando se calientan con los rayos del sol. Por lo tanto, podemos concluir de estos experimentos que la sustancia fosforescente en cuestión emite radiaciones que atraviesan el papel que es opaco a la luz […]

En el artículo que publicó al respecto Becquerel es muy interesante recalcar lo que no dice. Becquerel tuvo cuidado de concluir a partir de su experimento solo que se emitían «radiaciones penetrantes» de la sustancia fosforescente. No escribió que la sustancia emitiese rayos X mientras emitía fosforescencia, porque no había verificado completamente que las radiaciones fueran rayos X, aunque las radiaciones atravesasen el papel negro como los rayos X, o que hubiese una relación con la fosforescencia (aunque sospechase que existía). Pero, antes que pudiese investigar estas posibilidades, ocurrió algo extraordinario [3]:

[…] entre los experimentos anteriores, algunos se habían preparado el miércoles 26 y el jueves 27 de febrero [de 1896]; y como en esos días el sol solo se mostraba de manera intermitente, mantuve mis preparaciones listas y [las] guardé […] en la oscuridad en el cajón de la caja, y dejé en su lugar las costras de sal de uranio. Como el sol no se volvió a mostrar durante varios días, revelé las placas fotográficas el 1 de marzo, esperando encontrar unas imágenes muy débiles. Por el contrario, las siluetas aparecieron con gran intensidad. De inmediato pensé que la acción podría continuar en la oscuridad […]

Notas:

[1] Mi reloj tiene manecillas fosforescentes, unas manecillas fluorescentes serían inútiles para ver la hora en la oscuridad.

[2] Consideraciones posiblemente interesantes sobre la suerte de Becquerel pueden encontrarse en Atrapando la suerte.

[3] Para quien estuviese preparado para darse cuenta. Véase [2].

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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