Robert Millikan

El experimento de Robert Millikan, proveyó de la primera medida clara de una carga eléctrica fundamental y, por lo tanto, contribuyó a cimentar la idea de que la naturaleza está "granulada" a un nivel más pequeño. Los primeros resultados salieron en 1910, pero el trabajo seminal fue un artículo en Physical Review, en 1913. El valor Millikan informó para la carga eléctrica fundamental era de la mitad porcentual del valor aceptado hoy en día. Con el experimento ganó el premio Nobel en 1923, pero fue una fuente de controversia durante años.

J. J. Thomson, descubrió el electrón en 1897, cuando medía la relación carga-masa de los electrones en un haz de luz. Sin embargo, el valor de la carga y si era fundamental seguían siendo preguntas abiertas. Thomson y otros trataron medir la irreductible carga eléctrica observando en las nubes de gotas de agua. Usando varias técnicas, se estimó la carga más pequeña que podía contener una gota, pero los resultados no fueron del todo convincente, ya que se basaron en la media de muchas partículas de diversos tamaños. "La evidencia de una carga unitaria en su época fue muy ambigua", comenta el historiador de ciencia Gerald Holton, de la Universidad de Harvard.

En la Universidad de Chicago, en la década de 1900, Millikan y sus estudiantes, se dieron cuenta que el aumento gradual del campo eléctrico dispersaría una nube de agua, así que solamente tomaron unas gotitas. Decidió aislar gotas simples, pero pronto quedó claro que que se evaporaban demasiado pronto para hacer mediciones fiables.

Para el experimento de la gota de aceite, Millikan y Fletcher diseñaron dos cámaras. En la cámara alta, un atomizador (como el usado en los botes de perfume) dispersaba una fina niebla de gotitas de aceite de tamaño micrométrico. Las gotitas individuales caerían a través de un fino agujero en la cámara inferior, la cual consistía en dos placas horizontales, a unos 16 milímetros una encima de la otra. El aire de la cámara se ionizaba con rayos X, por lo que los iones o electrones libres podían ser capturados en las gotas que caían. Una pequeña ventana al lado permitía a los científicos observar las gotas a través de un telescopio. Las gotas caían con suficiente lentitud, debido a la fricción atmosférica, de tal manera que los investigadores pudieron medir su velocidad de bajada a ojo, usando líneas horizontales en el telescopio. Partiendo de esta velocidad, se podía estimar el tamaño y la masa de cada gota.

A continuación, aplicaban un alto voltaje entre las placas y midían la velocidad de subida de la gota, a fin de determinar la fuerza eléctrica, y por último, la carga. Se hacían múltiples mediciones de una sola gota activando y desactivando el campo eléctrico. Las gotitas tenían diversas cantidades de carga (y a menudo ganaban o perdían carga durante una observación), pero los

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