(parte 1 de 2)

Paul Drude nació el 12 de julio de 1863 en Brunswick, Baja Sajonia, Alemania. Dado que su padre era médico, creció en un entorno protegido, asistió al Gymnasium local y lo completó aproximadamente en la Pascua de 1882 para luego estudiar en la Universidad de Göttingen. Su aspiración original era convertirse en un matemático, por lo que estudió matemáticas primero en Göttingen y después en Freiburg y Berlín. En su sexto semestre, regresó a Göttingen, donde estuvo bajo la influencia de Woldemar Voigt y como resultado de esta interacción comenzó a estudiar física teórica.

A principios del siglo XIX, la Universidad de Göttingen (establecida en 1734) se había convertido en un excelente centro de investigación en matemáticas y ciencias naturales. El matemático Félix Klein fue el profesor de matemáticas en Göttingen durante el tiempo que Drude fue estudiante, y poco después lo fue su colega David Hilbert. Mientras Drude realizó su investigación allí, tanto Klein como Hilbert reforzaron su trabajo en matemáticas y sus aplicaciones, constituyéndose en un campo fértil que descansaba sobre los logros anteriores de Gauss y Riemann.

Se visualizaba que las matemáticas y la física formaban un campo vibrante y un todo unificado. Esta gran tradición tuvo frutos espectaculares en las primeras décadas del siglo XX, cuando Göttingen se convirtió en un centro de investigación líder en matemática teórica y física aplicada. Los matemáticos David Hilbert, Richard Courant, John von Neumann y Hermann Weyl sentaron las bases de la física teórica moderna, mientras que los físicos Karl Schwarzschild, Max Born, Peter Debye, James Franck y Robert Pohl contribuyeron al establecimiento de la física moderna.

La educación de Drude estuvo impregnada de la tradición de Göttingen y su investigación en física la alimentaría años más tarde. Inspirado por su maestro Voigt, abandonó poco a poco la matemática pura (su interés científico inicial) y se dedicó cada vez más a la descripción matemática de los fenómenos físicos.

La exploración sistemática sobre las propiedades de los cristales hizo de Voigt uno de los fundadores de la física moderna de los cristales. Su investigación sobre la relación entre la estructura de éstos y sus propiedades físicas dio lugar a notables descubrimientos en electricidad y óptica de cristales, en electro –y magneto – óptica.

En Göttingen, Voigt se convirtió en un importante representante de la emergente física teórica. Sus contribuciones a ese campo fueron varias, incluyendo la descripción matemática de fenómenos físicos usando principios y tensores de simetría. Los logros de Voigt, su enseñanza y una serie de resultados individuales fueron un factor decisivo en el ascenso de la física moderna. Sin embargo, como tantos otros de su generación, Voigt no aceptó el estilo de la física moderna ejemplificado por la hipótesis cuántica y el modelo atómico de Niels Bohr.

Voigt consideraba que la física no debía apuntar a modelos y mecanismos microscópicos, sino que debía analizar los fenómenos observados, así como los resultados de los experimentos de manera sistemática, a menudo con la ayuda de las matemáticas.

Paul Drude adoptó el pensamiento y estilo de investigación de Voigt en sus primeras investigaciones, incluyendo su tesis doctoral que terminó en 1887. Esta disertación era un tratamiento puramente teórico de las ecuaciones que gobiernan la reflexión y la refracción de la luz en los límites de cristales absorbentes.

Para confirmar sus resultados, llevó a cabo un gran número de experimentos en los siguientes años; el principal objetivo (que era lo que más le intrigaba) era determinar la influencia de las capas superficiales sobre las propiedades ópticas de los cristales, fue así como estableció una teoría en la que describía las propiedades ópticas de tales capas y explicaba las anomalías observadas.

Estas investigaciones culminaron con la determinación de las constantes ópticas de los metales y fueron el tema de la habilitación de Drude en Göttingen en 1889; dichas investigaciones demostraban que las constantes ópticas de los cristales metálicos dependen de la forma en que se producen, de las impurezas químicas y de las propiedades límite.

Además de ser promovido como ayudante de Voigt en 1894, durante este periodo trabajó con el físico químico Walther Nernst, quien se había convertido en ayudante de Eduard Riecke en 1890. Nernst y Drude llevaron a cabo (de manera conjunta) experimentos sobre la relación entre la temperatura y el estado agregado del bismuto en un campo magnético y los efectos de la fluorescencia de las ondas de luz.

Riecke había desarrollado las ideas iniciales de la conductividad de los electrones en los metales. No queda claro y resulta difícil determinar si estas ideas influyeron y qué tanto en las opiniones físicas de Drude.

La situación de Drude cambió radicalmente con la publicación de dos de sus trabajos, en uno de ellos analizaba el estatus de las teorías contemporáneas de la luz, y especialmente con la publicación del libro Fundamentos electromagnéticos de la física del éter.

El libro evidencia un período fructífero, del que Drude emerge como uno de los defensores más importantes de la electrodinámica de Maxwell en Alemania.

Había comenzado a estudiar la teoría de Maxwell en los inicios de 1890 cuando aún no era conocido y reconocido ampliamente. Su convencimiento y defensa de dicha teoría se debió a la demostración experimental de la existencia de las ondas electromagnéticas por Heinrich Hertz en 1888. Sin embargo, su adhesión a la teoría de Maxwell no fue espontánea ni acrítica, en sus primeros trabajos sobre el tema continuó conceptualizando procesos ópticos como vibraciones mecánicas en un medio elástico, el éter ligero, en el cual Fresnel y su profesor Voigt creyeron. De inicio, su aceptación fue parcial, pero después de sus propias investigaciones fue que se convenció de la validez general de dicha teoría. Se dio cuenta de que la principal diferencia entre las dos teorías era la transmisión de la acción física.

En el libro Fundamentos electromagnéticos de la física del éter, enfatizó que, en contraste con la aceptación de Newton de una acción a distancia, la electrodinámica de Maxwell explicaba toda acción eléctrica y magnética como una acción entre partículas y, por tanto, era una verdadera teoría de acción infinitesimal. (Continúa el próximo jueves…)

 

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