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Precesión de Thomas — Llewellyn H. Thomas

1926 d.C. · Transmisión: Global
FísicaTeoríaBritánica

Llewellyn Thomas, físico británico en estancia de investigación en el Instituto de Niels Bohr en Copenhague, resuelve en pocos días el problema que amenazaba con hundir la recién propuesta hipótesis del espín del electrón de Uhlenbeck y Goudsmit: la teoría predecía una separación de dobletes en el efecto Zeeman anómalo exactamente el doble de la observada experimentalmente. Thomas se da cuenta de que el problema no es físico sino puramente cinemático: cuando un electrón se mueve en una órbita curva (no rectilínea) a velocidades relativistas, dos transformaciones de Lorentz sucesivas y no colineales no equivalen a una sola transformación de Lorentz, sino a una transformación de Lorentz combinada con una rotación espacial adicional. Esa rotación —hoy llamada precesión de Thomas— reduce exactamente a la mitad el acoplamiento espín-órbita esperado clásicamente, y al incorporarla, la teoría del espín del electrón concuerda perfectamente con el experimento. Thomas, alojándose en casa de Bohr durante un fin de semana de Navidad, presenta el resultado a Bohr y Kramers, quienes insisten en enviarlo de inmediato a Nature, donde aparece en abril de 1926. El efecto cinemático en sí ya había sido señalado, sin aplicación física, por varios matemáticos en 1913 (Borel, Föppl y Daniell, Silberstein) y de forma casi simultánea por Jakov Frenkel en 1926; pero es la resolución física concreta de Thomas la que salva la hipótesis del espín y la convierte en herramienta de cálculo indispensable, hoy estándar en física de aceleradores de partículas (anillos de almacenamiento de espín polarizado) y en la propia ecuación de Bargmann-Michel-Telegdi (1959), que generaliza relativistamente la precesión de Thomas para partículas con momento magnético anómalo.

InstituciónInstituto Niels Bohr, Copenhague (estancia de investigación; afiliación permanente: Universidad de Cambridge)
Región históricaDinamarca (Copenhague) / Reino Unido
Fuente primariaThomas, L. H. — "The Motion of the Spinning Electron" (Nature, 117, 514, 1926, fechado 20 febrero, publicado 10 abril 1926). DOI: 10.1038/117514a0
Fuente secundariaColumbia University — "Llewellyn Hilleth Thomas, 1903-1992" (biographical memoir); Wikipedia — "Thomas precession"; arXiv 0805.1136 — "Rotation of the swing plane of Foucault's pendulum and Thomas spin precession"
Lengua originalinglés
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