El experimento de Millikan continuó

Científicos belgas han propuesto un nuevo método para medir la carga acumulada en una bola de plástico sumergida en un líquido. Como resultado de este método, la precisión de la medición fue una carga elemental. Este método es muy similar al experimento de Robert Millikan, que se llevó a cabo hace unos cien años. Gracias a esta técnica, la precisión de la medición en la interfase entre sólido y líquido es muy alta.

Los investigadores creen que este experimento se puede utilizar para producir varias instalaciones comerciales, así como para mejorar varias instalaciones comerciales.

Para modelar un sistema coloidal, los científicos suelen utilizar una suspensión de pequeñas bolas de plástico colocadas en un líquido. Pero tales modelos describen la carga y recarga aleatoria de partículas coloidales de forma aproximada, prácticamente sin tener en cuenta la naturaleza cuántica de la carga.

Fue Millikan quien primero trató de medir los procesos de intercambio de carga de acuerdo con el concepto de la presencia de una carga elemental. En su experimento, el científico utilizó la captura de pequeñas gotas de aceite cargadas por un campo eléctrico. Los científicos belgas modernos de la Universidad de Gante repitieron la idea del experimento de Millikan.

Aplicaron un esquema similar en el estudio de los procesos de intercambio de carga elemental en los límites de un líquido y un sólido. Una comprensión clara de tales procesos es cada vez más importante para el desarrollo comercial de tales sustancias que contienen partículas cargadas. Estos pueden ser la llamada "tinta electrónica" utilizada en libros electrónicos, así como otros líquidos coloidales utilizados para la producción industrial.

Una descripción detallada de este trabajo se presentó en la revista científica Physical Review Letters. Para su experimento, los investigadores belgas tomaron una bola de metacrilato de 1 micra de diámetro y la colocaron en un recipiente con líquido. Luego, se colocaron dos electrodos en un recipiente con esta suspensión "coloidal", la distancia entre los cuales era de 300 micras. Luego, se aplicó un voltaje oscilante a los electrodos.

Así, como resultado de la carga y descarga en la interfase entre el líquido y el sólido, la bola comenzó a oscilar de acuerdo con el voltaje aplicado. La amplitud máxima de estas oscilaciones correspondía a la carga total de la partícula esférica. La principal dificultad del experimento fue establecer los parámetros de tal manera que las oscilaciones causadas por el voltaje aplicado fueran mayores que las oscilaciones aleatorias de la esfera. También fue necesario medir la amplitud de las oscilaciones con bastante frecuencia, para no perder el proceso de recarga elemental.

Como resultado de los experimentos, se descubrió que el proceso de recarga de una esfera con tales parámetros ocurre dos veces por segundo. Se elucidó un cambio similar a un salto en la amplitud de la oscilación, lo que confirma completamente la naturaleza cuántica de la carga de las partículas coloidales. Al comparar los datos conocidos sobre la carga de un electrón y los datos sobre la carga de un objeto esférico, obtenidos durante el experimento, se encontró una coincidencia del diez por ciento.

Para explicar este fenómeno, se planteó la hipótesis de que alguna parte fija de la esfera pierde iones de hidrógeno. Como resultado, la carga total de la esfera se vuelve negativa. Después de algún tiempo, los iones de hidrógeno volverán a unirse a la esfera, reduciendo así su carga. En el curso de cálculos experimentales, resultó que la esfera tenía 69 regiones de este tipo, de las cuales diez regiones estaban constantemente cargadas.

Así, el experimento de Millikan continuó a un nuevo nivel técnico.