Núcleo atómico

En la actualidad sabemos que los átomos se componen de un núcleo y de una nube de electrones (corteza) que lo rodea. Los tamaños relativos del propio átomo y su núcleo se diferencian en un factor 10⁴, es decir, el núcleo es unas 10.000 veces menor que el átomo mismo, por lo que llegamos a la conclusión de que en realidad el átomo está en gran parte vacío.

Todos los núcleos se componen de protones y neutrones (salvo el del hidrógeno), recibiendo estas dos partículas la designación conjunta de nucleones.

El núcleo no se desintegra gracias a la existencia de la llamada fuerza fuerte, que se impone sobre la repulsión mutua de los protones y es la que se encarga del mantenimiento de su cohesión.

Si bien la teoría atomística ya se había planteado a lo largo de la historia, aunque sin demasiado éxito (Demócrito, Epicuro, Lucrecio), no recibió confirmación experimental, hasta el siglo XlX. El establecimiento indiscutible de la constitución atómica de la materia fue el resultado de los trabajos de muchos químicos (A. Avogadro, H. Cavendish, J. Dalton, J. L. Gay-Lussac, A. L. Lavoisier, J. Priestly y J. L. Proust).

De todos modos los átomos así concebidos presentaban un grave problema, que era el de que constituían entes aislados e inalterables asociados a cada uno de los elementos en particular y que no ofrecían la posibilidad de crearlos o destruirlos en el transcurso de reacciones químicas.

Por fortuna, esta situación cambió con el establecimiento, por parte de D. l. Mendeleiev, de la tabla periódica de los elementos químicos, gracias a la cual se obtuvieron las primeras indicaciones acerca del hecho de que, en contra de lo que indica su nombre (átomo = indivisible), los átomos tuviesen una estructura interna.

E. Rutherford fue quien, en 1911 y gracias a los experimentos de bombardeo de finas láminas de oro con partículas alta (núcleos de helio), descubrió la existencia del núcleo atómico. La dedujo a partir de la dispersión sufrida por algunas de las partículas alfa en comparación con las demás, que pasaban sin experimentar alteración alguna.

Esto hizo concebir a Rutherford la idea de que las partículas alfa (cargadas positivamente) sufrían dispersión por núcleos (asimismo positivos) situados en el centro de los átomos, y que éstos deberían ser muy pequeños (con unas dimensiones del orden de 10^-13 centímetros) en relación con aquellos. La técnica por el empleada sigue constituyendo en la actualidad la base de los estudios que se realizan acerca de las estructuras atómicas y subatómicas.

Este descubrimiento puso de manifiesto la necesidad de intentar determinar si el átomo, además de ser un constituyente fundamental de la materia, tenía asimismo algún tipo de estructura, es decir, si las partículas que los forman son auténticamente los últimos constituyentes de la materia o si por el contrario, existe algún tipo de estructura subatómica.