¿Qué es un electrón?

Un electrón es una partícula subatómica que tiene una carga eléctrica elemental negativa. Esta partícula es representada por el símbolo e−. A diferencia de otras partículas, como el neutrón, el electrón no está conformada por otras subestructuras, como podría ser los quarks, por lo que es denominado como una partícula elemental. El electrón hace parte de la primera generación de partículas del grupo de los leptones, de la familia de los fermiones, siendo su antipartícula el positrón (antielectrón). Este puede sufrir las interacciones fundamentales de la nuclear débil, el electromagnetismo y la gravedad. Su carga eléctrica es -1 e, su espín es de ± 1/2, no posee carga de color y su masa es de 5,485.799.094.6(22)x10-4 uma, 1836 veces menor que la del protón. Esta partícula posee propiedades mecánico-cuánticas, por lo que puede ser difractada al igual que la luz y también puede colisionar con otras partículas.

La historia del electrón se remonta a la antigüedad, cuando los griegos descubrieron que el ámbar podía atraer cosas pequeñas luego de ser frotada contra el pelo de un animal o de una persona. Al igual que los rayos, se trató de una las primeras experiencias del ser humano con la electricidad, fenómeno en el cual fluyen electrones a través del espacio o de un cuerpo. A estas primeras observaciones les siguieron las de Charles François de Cisternay du Fay y Francis Hauksbee, quienes diferenciaron dos tipos de electricidad friccional, uno provocado por la fricción con el vidrio y otro con la resina. Una década después, Benjamin Franklin estableció que estos dos tipos de fluidos eléctricos eran en realidad uno solo expuesto a presiones distintas, a las que denominó positiva y negativa. A mediados del siglo XIX, Richard Laming afirmó que el núcleo atómico se encontraba circundado por partículas subatómicas con alguna carga eléctrica.

A estos estudios les siguieron los de Wilhelm Eduard Weber, George John Stoney y Hermann von Helmholtz, quienes terminaron de teorizar la existencia de una partícula eléctrica subatómica, sugiriendo este último el nombre de electron, inspirado en “electricidad” y “patrón”. Más tarde, Johann Wilhelm Hittorf investigó la conductividad eléctrica en los gases enrarecidos, descubriendo un brillo que emitía el cátodo y que incrementaba su tamaño al disminuir la presión. Eugen Goldstein después llamó “rayos catódicos” a los rayos de ese brillo que proyectaban una sombra. Finalmente, el físico británico Joseph John Thomson junto a Harold Albert Wilson y John Sealy Townsend, realizaron experimentos en 1896 y 1897 que determinaron que los rayos catódicos eran producidos por partículas únicas y no por ondas, moléculas o átomos. Además, determinaron que esta partícula era diminuta, teniendo una milésima parte del ion del hidrógeno, el menos masivo de todos. Además, descubrió que la carga-masa era independiente del material del cátodo y que las partículas cargadas de forma negativa producidas por materiales calentados, iluminados o radiactivos, eran universales. Así, las denominó electrón, siguiendo la propuesta de George Francis FitzGerald.

Junto a los quarks up, los quarks down y los neutrinos, los electrones son las únicas partículas en el universo que son estables, mientras las otras, en estado libre, se desintegran en pocos segundos. Estos electrones no se ven alterador por la interacción nuclear fuerte, por lo cual pueden encontrar más allá de los átomos, desplazándose con independencia de la materia y formando haces en el vacío. Los estudios científicos sugieren que el número de estas partículas en el universo conocido es aproximadamente de 1079; y también sugieren que no ha surgido ningún electrón nuevo desde la nucleosíntesis primordial, cuando la temperatura del universo descendió 10.000 millones de grados. El movimiento de estas partículas son las que provocan la corriente eléctrica que llega hasta nuestros hogares.