James
Clerk Maxwell murió en 1879 dejando a toda una generación de físicos con la
guinda de las teóricas Ondas Electromagnéticas que había predicho en su
tratado. Este mismo año, en Alemania, el médico y físico Ferdinand Von
Helmholtz se interesó vivamente por demostrar su existencia, aunque al final,
su única contribución fuera establecer un premio para incentivar lo que él no
había conseguido.
Se sabe que muchos científicos europeos y americanos se
sintieron atraidos con el reto, pero fue un discípulo del propio Helmholtz
quien acabé llevándose la palma.
Heinrich Hertz era miembro de una acomodada familia judía
convertida al cristianismo. Estudió en la universidad de Berlín, con profesores
de la talla de Kirchhoff y el propio Helmholtz. Se doctoró en 1880, y después
de una corta estancia como profesor en Kiel, en 1885 entró en la Universidad de
Karlsruhe.
Hertz se
propuso refutar experimentalmente la teoría de Maxwell, pero como por entonces
era un miembro reciente de la universidad, únicamente pudo conseguir un pequeño
laboratorio de 12 por 8 metros. Allí dispuso de un carrete de Ruhmkorff de alta
tensión. Un transformador primitivo con un bobinado primario de pocas espiras,
que era alimentado por la corriente interrumpida cíclicamente por un ruptor. El
secundario estaba formado por otro bobinado de muchas espiras que al abrirse el
contacto del ruptor generaba tensiones altísimas, de miles de voltios,
descargándose en forma de chispas de varios centímetros entre dos contactos en
forma de bola dispuestos sobre la propia bobina.
El primer problema que se encontró fue cómo hacer que
dichas chispas se tradujeran en ondas electromagnéticas de una cierta longitud
de onda, valor que inicialmente Hertz estableció en 1 metro. Para ello conectó
dos conductores horizontales iguales y de corta longitud en cada bola del
descargador. En los extremos de los conductores conectó también dos placas
metálicas destinadas a que el "circuito" resonara a unos cientos de
megahertz.
Emisor y receptor de Hertz
En estos
resonadores, no están claramente diferenciados una bobina y un condensador,
como en el circuito L-C convencional, sino que ambos elementos están repartidos
a lo largo de su estructura. De manera que la frecuencia final tiene que ver
con la inductancia de los propios conductores, la cual variará con su longitud
y su diámetro, y la capacidad parásita a través del aire entre uno y otro
extremo del propio resonador. De hecho, aun sin saberlo, Hertz había creado la
primera antena dipolo.
Como receptor de las ondas que hipotéticamente podrían
crearse con su dispositivo, colocó a pocos metros un aro de hilo conductor,
orientado transversalemente al emisor, y cuyos extremos se aproximaban hasta
una distancia inferior al milímetro.
Una vez dispuestos de esta manera, Hertz conectó las
baterías, y al instante pudo observar que también saltaban chispas en los
extremos del aro. Posteriormente, repitió la misma experiencia a oscuras,
añadiendo un tornillo micrométrico en el aro, con lo que pudo alejar éste mucho
más del emisor y continuar observando las pequeñas chispas que se producían.
Estaba claro que el emisor radiaba ondas de naturaleza
electromagnética que se trasmitían sin elementos conductores intermedios, y que
el campo producido era captado por el aro receptor que las traducía de nuevo en
corrientes eléctricas.
Con este experimento, la teoría de Maxwell fue plenamente
refutada. Hertz reafirmó además que no era necesaria la existencia de aire o de
otro medio material para la trasmisión ondulatoria.
El físico alemán estudió la directividad y polarización de
las ondas generadas, pero nunca consideró la posible utilidad práctica de este
fenómeno. Su trabajo en el campo del electromagnetismo se completó con otra
reformulación de las ecuaciones de Maxwell. Más tarde utilizó el experimento de
Michelson de 1881 para negar la existencia del Eter Lumífero, y su interés por
la naturaleza de la luz le llevó a descubrir el Efecto Fotoeléctrico, es decir,
la pérdida de electrones de ciertos materiales al ser iluminados por radiación
ultravioleta.
Heinrich murió a la temprana edad de 37 años, víctima de
una septicemia causada por una muela infectada, pero dejó demostrada una teoría
que sería clave en el devenir de la física de los años venideros. En su honor,
las ondas producidas por él pasaron a llamarse Ondas Hertzianas, y su apellido
dio nombre al Hertzio, la unidad de frecuencia utilizada universalmente.
En este punto hay que rescatar a dos nombres casi
olvidados en la carrera hacia la radio. El primero de ellos es el físico
irlandés George Fitzgerald, de quien se afirmó que en 1883, es decir, dos años
antes que el alemán, había producido ondas electromagnéticas con las chispas
descargadas de Botellas de Leyden. Pero sin duda fue el eminente científico
inglés Sir Oliver Lodge, profesor de la Universidad College de Liverpool el más
perjudicado por el reconocimiento otorgado a Hertz en exclusiva.
Sir Oliver Lodge
Lodge
hizo público un experimento semejante sólo un mes después del alemán, dándose
la desafortunada circunstancia que la presentación se había retrasado este
mismo período de tiempo por estar el profesor de vacaciones. Si no hubiera sido
por esto, es posible que las ondas Hertzianas recibieran hoy en día el nombre
de Lodgerianas.
Continuará..