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Regalos para Científicos

Mujeres de la historia de la física nuclear

A lo largo de la historia, los avances científicos y tecnológicos marcaron el rumbo de la humanidad de una manera tan sustancial, que no ha sido hasta época moderna que hemos podido empezar a atar la gran cantidad de cabos sueltos que se mantenían en el aire.

En este revisionismo histórico-científico, una vertiente aun con recorrido por delante es el papel de la mujer en la ciencia.
Cierto es que las mujeres venían ya condicionadas por el escaso acceso a la formación científica, la poca aceptación social y académica, y el olvido histórico, y pese a todo eso, un gran número de mujeres se atrevieron a luchar contra los estigmas y gravaron su nombre junto a otras grandes personalidades.

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No hay avance científico, y por tanto avance humano, en el que no hayan participado ellas de forma directa e indirecta. Hubo numerosos momentos en los que el rumbo de la humanidad estuvo en las manos de ellas. Uno de los campos científicos modernos de gran importancia es el de la Física Nuclear.

Tal vez recordemos nombres como el de Heisenberg, Otto Hann o Oppenheimer, pero, ¿de verdad se puede construir una gran tecnología con unos pocos nombres? Ciertamente no, y requerirá el esfuerzo de numerosas vidas enteras dedicadas.

La historia de la física nuclear empieza en un época donde los límites de la física y la química no estaban bien definidos. Uno de esos campos transversales es el de la radiactividad, y qué nombre está ligado a esta sino el de Marie Curie (1867-1934).

Marie Curie lideró en el campo de la radiactividad

Marie Curie lideró el descubrimiento de la radiactividad en el uranio y en el torio. Descubrió elementos químicos como el polonio y radio. Evidenció el efecto destructivo de la radiactividad sobre células cancerígenas (origen de la radioterapia). Adaptó la tecnología del momento para crear unidades radiológicas móviles en el frente de la primera guerra mundial, donde ella misma prestó servicio junto a su hija mayor Irene.

Entre estas y otras numerosas aportaciones destacaría para el nuevo campo de la física nuclear la acersión de que la radiactividad dependía exclusivamente de la cantidad de un determinado elemento de la sustancia y no de reacciones moleculares. Siendo esta una prueba indirecta de la existencia del átomo, que por aquel momento no estaba aceptado ni generalizado. Y dado que estos átomos emitían radiación implicaba la no indivisibilidad de estos.

Marie Curie recibiría tanto el Premio Nobel de Física (1903), como el de Química (1911). Dedicaría su vida entera a la investigación, y moriría debido al contacto desmedido con las sustancias radiactivas que estudiaba.

Como si ser una investigadora excepcional no fuera suficiente, también sería una madre ejemplar. Irene Joliot-Curie (1897-1956), su hija mayor, seguiría sus pasos y trabajaría en las mismas instituciones que su madre presidía.

Irene Joliot-Curie siguió los pasos de su madre

En un principio investigó las misma sustancias que su madre. Ya habiéndose descubierto el átomo, las investigaciones posteriores se centrarían en los electrones, el núcleo atómico, y demás partículas subatómicas que se irían descubriendo.

Un experimento muy usado era el bombardeo de elementos pesados o radiactivos, con radiación alfa (núcleos de helio). Está colisión producía diversos productos entre los cuales podría encontrarse un nuevo elemento o partícula. De esta manera, hacia el 1933, Irene junto a su marido Frédéric Joliot, obtuvieron sin saberlo dos partículas nuevas:
Positrón (antipartícula del electrón, cuya existencia era fundamental para la validación de la nueva física cuántica relativista)
Neutrón (partícula neutra encargada de desencadenar y mediar las reacciones nucleares)

Lamentablemente malinterpretaron los resultados y los confundieron con partículas comunes. Otros investigadores les corrigirían, clamarían por el descubrimiento y se llevarían un Nobel de Física (1935 y 1936).

Esto fue solo una muestra del nuevo mundo científico que nacía. Atrás quedaba la época en que los investigadores eran pocos, estaban aislados y no compartían sus descubrimiento sino hasta pasado un tiempo. Ahora era un frenesí de información, de publicaciones que llegaban a todos los países del continente europeo, de investigadores replicando los experimentos de sus homólogos. Era el origen de la ciencía como la conocemos hoy en día: una gran comunidad global, pero con gran competición interna.

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Irene y su marido, siguieron trabajando, al fin y al cabo seguían en primera línea de investigación y sabían que muchos descubrimientos aun aguardaban. En una de las reacciones que estudiaban, al medir la masa del neutrón se dieron cuenta de que era mayor de lo que sus homólogos creían. El neutrón pese a estar ya descubierto seguía planteando muchas dudas sobre su naturaleza. De los resultados Irene pudo desprender un dato más, al parecer al bombardear aluminio con rayos alfa, solo obtenían neutrones y debían detectar algún protón. Propuso que el protón se estaba descomponiendo y dando como resultado un neutrón y un positrón. Llevó esta hipótesis al Séptimo Congreso Solvay de 1933, donde se reunían las mentes científicas más brillantes de la época, pero fue recibida con gran escepticismo.

En 1934, recordando el hecho de que sus padres habían trabajado durante tantos años en aislar elementos radiactivos, se plantearon el paradigma de crearlos. Así pudieron darse cuenta que al bombardear aluminio con rayos alfa obtenían un isótopo radiactivo de fósforo, que al poco emitía un positrón. Fue la prueba convincente de la creación de radiactividad artificial, y del mecanismo de la desintegración beta, por la cual un neutrón se puede convertir en proton, y viceversa. Al año siguiente recibirían el Nobel de Química (1935) por este descubrimiento.

Ante la Segunda Guerra Mundial y la invasión de Francia, los documentos de Irene y Pierre, sobre reacciones nucleares en cadena serían enviados a Inglaterra. Pierre pasaría a formar parte de la resistencia, e Irene se trasladaría a Suiza para ser tratada por problemas de salud. Al acabar la guerra se reunirían otra vez en Francia, formarían la primera institución francesa dedicada al aprovechamiento de la energía nuclear, y crearían el primer reactor nuclear francés. El primero de muchos, y muchos realmente, ya que marcaron la estela que a convertido a Francia en el primer productor de energía nuclear por densidad de población del mundo.

Lise Meitner bombardeó metales pesados e hizo grandes descubrimientos

Nuestra tercera protagonista de esta historia es Lise Meitner (1878-1968), austriaca de ascendencia judía. En 1907, tras formarse como físico, empezó a investigar bombardeando partículas alfa contra láminas de metales, descubriendo una mayor dispersión en laminas de metales más pesados. Rutherford, en Inglaterra, replicaría el experimento con finas láminas de oro y observaría igualmente distintos ángulos de deflexión. Esto le serviría a Rutherford para formular el primer modelo atómico con núcleo, en 1911.

Sobre 1908 Lise Meitner se traslada a Berlín, donde trabajaría para Max Planck, y posteriormente junto con Otto Hahn, en el estudio de las radiaciones. Con Otto Hahn desarrollará un gran amistad durante toda su vida. Juntos descubrieron algunos isótopos, nuevos métodos de separación, e hicieron importante avances en el estudio de la radiación beta (electrones y positrones provenientes del núcleo).

Al estallar la Primera Guerra Mundial en 1914, es reclutada como enfermera encargada de manejar equipos de rayos X. Para el final de la guerra, ya era una investigadora reconocida, había recibido múltiples premios y sería a menudo nominada al Nobel tanto en física como en química.

A principios de los años 30, era Meitner la que proporcionaba polonio a Chadwick, fundamental para que él pudiera realizar el descubrimiento del neutrón en 1932 tras la malinterpretación de los Joliot-Curie.

A partir de 1935 Meitner se embarca junto a Otto en lo que llamaron la búsqueda transuránica (descubrir elementos más pesados que el uranio), pero para 1938 Meitner tiene que huir debido a las políticas antisemitas de la Alemania Nazi. Se traslada primero a Holanda y posteriormente a Suecia. Mantendrá correspondencia continua con Otto y se reencontrarán en alguna ocasión en Dinamarca en el Instituto Niels Bohr.

Será en esta circunstancia que Lise Meitner da con el experimento clave: bombardear uranio con neutrones. Otto realiza el experimento y obtiene bario, un elemento más ligero que el uranio. Otto no sabe cómo interpretar correctamente los resultados, y se los envía Meitner. Ella junto a su sobrino Otto Frisch, le darán sentido teórico a todo el experimento y acuñarán el término fisión nuclear. Demostrarán que la deficiencia de masa evidenciada en la reacción se expulsó en forma de energía, cumpliendo el principio de equivalencia masa-energía de Einstein. Albert la elogiaría como la Marie Curie Alemana.

En 1942, en plena Segunda Guerra Mundial, Meitner sería llamada a participar en el Proyecto Manhattan, pero reusó declarando que ella no tenía nada que hacer con una bomba.

Al acabar la guerra en 1945, le entregarían el Nobel de Química (1944) solo a Otto Hahn, lo cual desataría una gran polémica en la comunidad científica del momento, y entre los propios involucrados. En los posteriores años se llevarían acabo diversas investigaciones por la propia comunidad científica y se identificarían todo un abanico de errores y circunstancias que propiciaron el suceso.

Aquí acaba este pequeño trozo de historia de un mundo que no habría sido el mismo sin Marie Curie, Irene Joliot-Curie, y Lise Meitner.

Escrito por Luis Aranda

Fuentes:

https://en.wikipedia.org/
https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/grandes-personajes/el-gran-invento-de-marie-curie/
http://www.ub.edu/fisica/org/igualtat/pdf/UB_Calendari_13%20x%20web.pdf