¿Qué es el movimiento browniano?

El movimiento browniano es un fenómeno por el cual las pequeñas partículas suspendidas en un líquido tienden a moverse en caminos psuedoaleatorios o estocásticos a través del líquido, incluso si el líquido en cuestión está en calma. Es el resultado de la asimetría en los impactos cinéticos de las moléculas que forman el líquido. La fase líquida, por definición, debe tener algo de temperatura, lo que significa que sus moléculas o átomos deben estar excitados térmicamente, chocando entre sí y con los objetos suspendidos dentro de ellos. Para imaginar este fenómeno, una persona puede imaginar el movimiento de pelotas de golf en una mesa llena de miles de rodamientos que se mueven en trayectorias rápidas.

La frase movimiento browniano también puede referirse a modelos matemáticos utilizados para describir el fenómeno, que tienen detalles considerables y se utilizan como aproximaciones de otros patrones de movimiento estocástico. El movimiento matemático está relacionado con, pero más estructurado que, el paseo aleatorio , en el que el desplazamiento de una partícula es completamente aleatorio. El fenómeno tiene la propiedad de Markov , un término de la teoría de la probabilidad que significa que el estado futuro de la partícula está determinado completamente por su estado actual, no por ningún estado pasado. Utilizado en este sentido, el concepto matemático es ligeramente diferente, pero muy similar al movimiento físico browniano.

El científico que hizo famoso el movimiento browniano es Albert Einstein, quien llamó la atención de la comunidad de física en general sobre el fenómeno al publicar un artículo sobre él en 1905, su annus mirabilis personal o "año maravilloso". El fenómeno se observó ya en 1765, pero no se describió ni estudió en detalle hasta la investigación del botánico Robert Brown en 1827, y se nombra en honor a su trabajo. Como botánico, Brown observó por primera vez el efecto en el polen que flota en el agua, donde es visible a simple vista. A través de la experimentación, Brown determinó que las motas de polen no se impulsaban de forma independiente, sino que su movimiento era al azar.

Jean Perrin, un físico francés que luego ganó el premio Nobel, salió del trabajo de Einstein. Usando el movimiento browniano como evidencia, en 1911 demostró de una vez por todas que la materia está hecha de átomos y moléculas. Aunque la teoría atómica se atribuye originalmente a John Dalton, el físico británico de los siglos XVIII y XIX, estuvo en disputa durante más de un siglo, y fue el trabajo de Perrin lo que resultó en su aceptación universal.