Heinrich Hertz – la chispa que ha pasado a la historia

Heinrich Hertz – la chispa que ha pasado a la historia

Heinrich Hertz nació en Hamburgo el 22 de febrero de 1857. Inició sus estudios en su ciudad natal, pero continuó su formación en todo el país, en universidades que le pudieran ofrecer las mejores condiciones para el desarrollo de sus intereses. Primero se mudó a Frankfurt y luego a Dresde. También estudió en Múnich, y finalmente terminó en la Universidad de Berlín, donde en pocos meses escribió su doctorado y se convirtió en asistente de Hermann von Helmholtz. Con el tiempo, Hertz también desarrolló una carrera científica en Colonia y Karlsruhe, en el famoso Karlsruher Institut für Technologie.

Helmholtz tenía grandes esperanzas en un joven físico talentoso, con la esperanza de que pudiera refutar la teoría del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, que contradecía sus propias hipótesis. Contrariamente a estas expectativas, durante su investigación, Hertz demostró experimentalmente la exactitud de las ecuaciones de Maxwell. Esto sucedió por casualidad, en experimentos con bobinas de Riess. Durante la investigación, apareció una chispa en una botella de Leiden que no estaba conectada a ellos. Para el científico estaba claro que se trataba de una reacción a un fenómeno hasta ahora desconocido. Después de esta observación, Hertz comenzó una investigación intensiva, durante la cual utilizó los dispositivos que estaba construyendo, incluidos oscilador o generador de impulsos. Su investigación demostró la existencia y exploró la naturaleza de las ondas electromagnéticas y resultó en el descubrimiento de ondas de radio. Los experimentos han demostrado, entre otras cosas, que estas ondas pueden refractarse o reflejarse, lo que en el futuro contribuyó al desarrollo de técnicas de radio y radar. Curiosamente, Hertz no vio la aplicación práctica de su investigación en ese momento y no se dio cuenta de la importancia de sus descubrimientos. Tampoco tuvo la oportunidad de enterarse de ellos, ya que murió prematuramente a consecuencia de una grave enfermedad.

Esquema de la configuración experimental de Hertz: bobina de Rühmkorff y una antena dipolo hecha de dos cables eléctricos (12 m) con un espacio de chispa entre ellos (7,5 mm). Los extremos libres de los cables dipolos están conectados a esferas de zinc con un diámetro de 30 cm. Anillo de metal como antena receptora.

Sin embargo, el brillante físico alemán no fue olvidado por el mundo de la ciencia. Su investigación fue seguida por Oliver Lodge, quien construyó su cohesionador basado en ellos. Esto, a su vez, fue utilizado por Marconi para construir la primera radio en funcionamiento. El efecto fotoeléctrico, observado y descrito por primera vez por Hertz, fue explicado por Albert Einstein, por el que ganó el Premio Nobel. Gracias a este descubrimiento, hoy en día se utilizan mucho p.ej. los paneles fotovoltaicos o diferentes tipos de fotoelementos. El Premio Nobel también fue otorgado a Philipp Lenard, asistente de Hertz, quien continuó su investigación sobre los rayos catódicos, lo que en el futuro permitió el desarrollo de la medicina y la invención de la máquina de rayos X.

El físico alemán ha sido conmemorado de muchas formas. Hertz es la unidad de frecuencia SI. En el lado de la Luna, invisible desde la Tierra, hay un cráter que lleva su nombre. También apareció en sellos postales muchas veces, entre otros, en Alemania, San Marino, Checoslovaquia y México. También es el patrón de muchas escuelas e institutos de investigación.

Hoy encontramos ecos de los logros de Heinrich Hertz en muchos campos de la electrónica. Su trabajo sentó las bases de la era de las comunicaciones inalámbricas, que disfrutamos todos los días. Por supuesto, hoy en día usamos ondas de radio principalmente para transmitir datos digitales, pero el funcionamiento mismo de los dispositivos de transmisión y recepción permanece estrechamente relacionado con los experimentos del científico alemán. El ejemplo más obvio parece ser los dispositivos que usan comunicación GSM, WIFI y Bluetooth, que incluyen tanto teléfonos móviles como ordenadores en miniatura o incluso elementos de automatización de edificios.

Sin embargo, los logros de Hertz influyeron mucho en la electrónica contemporánea. Cabe mencionar aquí la transmisión de la señal GPS. Este sistema, conocido por todo conductor y viajero, gracias a módulos de fácil acceso se puede utilizar no solo en proyectos profesionales sino también aficionados. Lo mismo se aplica a la tecnología RFID, cuyo funcionamiento es comparable a las soluciones utilizadas para los pagos sin contacto. Otros módulos de comunicación RF universales se producen en masa en la actualidad y se utilizan en miles de aplicaciones, desde disyuntores inalámbricos hasta sistemas de control complejos. Sin embargo, todas estas aplicaciones parecen ser un "nicho" en comparación con los dispositivos electrónicos de consumo que miles de millones de personas utilizan todos los días.

Los métodos de transmisión por radio requirieron muchos años de mejora, se han sometido a una larga evolución y (junto con toda la electrónica) a la miniaturización. Se han desarrollado muchos tipos a lo largo de las décadas de antenas especializadas para aplicaciones estrechas. Actualmente, su tamaño es tan pequeño que se han vuelto prácticamente invisibles. Y, sin embargo, el dipolo que Hertz usó para su investigación y demostración sigue siendo una solución ampliamente utilizada, así como un modelo de antena. Los cables coaxiales de impedancia de 75 Ω son muy utilizados en instalaciones de televisión por cable o incluso satélite. Este valor no es accidental, ya que es la impedancia aproximada de un dipolo de media onda simple. Quizás este número nos hará comprender mejor cuán estrechamente están relacionadas las tecnologías modernas con el trabajo de Heinrich Hertz.