La f¨ªsica que nunca perdi¨® su humanidad

En Viena, quiz¨¢ la encarnaci¨®n m¨¢s perfecta de la Europa liberal, multiling¨¹e y segura de s¨ª misma de finales del siglo pasado, naci¨® Lise Meitner en 1878. Sus aportaciones a la f¨ªsica, fruto de una equilibrada perspectiva te¨®rica y experimental, son comparables a las de Marie Curie en qu¨ªmica o a las de Emmy Noether en matem¨¢ticas. Su vida, marcada por la discriminaci¨®n y el descr¨¦dito, tambi¨¦n.

Meitner, de origen jud¨ªo, estudi¨® F¨ªsica y Matem¨¢ticas en su ciudad natal con Ludwig Boltzmann, pionero de la llamada mec¨¢nica estad¨ªstica. Esta disciplina explica las magnitudes macrosc¨®picas, como la temperatura o la entrop¨ªa, en base a fen¨®menos microsc¨®picos. Tras doctorarse en f¨ªsica te¨®rica, tambi¨¦n en la Universidad de Viena, y con tres art¨ªculos publicados, Meitner quiso seguir ampliando sus conocimientos en la Universidad de Berl¨ªn, donde a duras penas logr¨® ser admitida como oyente. All¨ª ense?aba Max Planck, padre de la teor¨ªa cu¨¢ntica, quien en 1912 la acabar¨ªa contratando como asistente. Fue la primera mujer en ocupar tal puesto en Prusia y este fue el ¨²nico modo que le permit¨ªa contar con ciertos ingresos en el ambiente acad¨¦mico, y poder continuar as¨ª con su trabajo en el instituto del eminente qu¨ªmico Emil Fischer. All¨ª, Meiter realizaba sus investigaciones en el s¨®tano, ya que ten¨ªa vedado el acceso al resto del edificio.

En aquella ¨¦poca dedic¨® su empe?o al novedoso campo de la radioqu¨ªmica, que en aquel momento estudiaba a trav¨¦s de t¨¦cnicas qu¨ªmicas la radiactividad, un fen¨®meno propio del n¨²cleo at¨®mico. Aunque la qu¨ªmica es una ciencia basada en la corteza at¨®mica, como el ¨¢tomo posee la misma carga el¨¦ctrica en el n¨²cleo que en la corteza ¨Caunque de signos opuestos¨C, es posible obtener informaci¨®n a trav¨¦s de ¨¦sta sobre fen¨®menos del n¨²cleo. El ¨²nico especialista en radioqu¨ªmica en Alemania en esa ¨¦poca era Otto Hahn, que se convertir¨ªa en colaborador de Meitner por muchos a?os. Junto a ¨¦l, midi¨® el espectro de la radiaci¨®n beta, paso previo hacia el descubrimiento del neutrino, la fueza d¨¦bil (y electrod¨¦bil) y el bos¨®n de Higgs. Tambi¨¦n descubri¨® el protactinio, elemento anterior al uranio; y, lo m¨¢s importante de todo: descubri¨® la fisi¨®n nuclear.

Lise Meitner propuso que el neutr¨®n, al impactar sobre el n¨²cleo de uranio, no se limita a causar un peque?o desconch¨®n, sino que lo parte en dos fragmentos m¨¢s o menos iguales. Fundament¨® su idea en la ecuaci¨®n E=mc? dada por Albert Einstein 33 a?os antes

Los experimentos de Otto Hanh reflejaban que al bombardear uranio con neutrones se obten¨ªan elementos que no eran los que cabr¨ªa esperar. Lise Meitner propuso la siguiente explicaci¨®n: el neutr¨®n, al impactar sobre el n¨²cleo de uranio, no se limita a causar un peque?o desconch¨®n, sino que lo parte en dos fragmentos m¨¢s o menos iguales. Fundament¨® su idea en la ecuaci¨®n E=mc? dada por Albert Einstein 33 a?os antes.

Para entender esta idea, pensemos en una ballesta. Sabemos que la energ¨ªa cin¨¦tica de la flecha disparada es igual a la energ¨ªa potencial de la ballesta montada. Tambi¨¦n es cierto, aunque mucho menos intuitivo, que el peso de la ballesta montada no coincide con la suma de los pesos de la flecha y de la ballesta por separado, sino que es ligeramente superior. No obstante, este ¡°defecto de masa¡± es demasiado peque?o para poder determinarlo con precisi¨®n en este ejemplo. Sin embargo, la teor¨ªa de la relatividad especial afirma que esta diferencia de masa, multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado, es igual a la energ¨ªa cin¨¦tica de la flecha. En la fisi¨®n nuclear, el n¨²cleo del ¨¢tomo de uranio act¨²a como la ballesta montada, que es disparada al absorber un neutr¨®n. En este caso, las fuerzas que mantienen unido al n¨²cleo son tan intensas que la diferencia entre su masa y la de los dos fragmentos en los que se escinde s¨ª que puede medirse con precisi¨®n.

Su oposici¨®n a la aplicaci¨®n de la fisi¨®n nuclear con fines b¨¦licos le vali¨® el epitafio que da t¨ªtulo a este art¨ªculo

Lise Meitner realiz¨® estos c¨¢lculos junto con su sobrino Otto Frisch y observ¨® que coincid¨ªan con las energ¨ªas cin¨¦ticas de los n¨²cleos resultantes del proceso. Con ello concluy¨® que lo que se observaba en los experimentos de bombardeo de uranio era la fisi¨®n del n¨²cleo en dos partes de tama?os comparables. Estos experimentos se ven¨ªan realizando desde 1934 en diferentes laboratorios de Europa y Estados Unidos, pero jam¨¢s se hab¨ªan atribuido al fen¨®meno descrito por Meitner en 1938.

Meitner lleg¨® a estas conclusiones revolucionarias en Suecia, a donde hab¨ªa huido de la Alemania nazi. A la publicaci¨®n de sus resultados en la revista Nature, le sigui¨® una avalancha de comunicaciones sobre la fisi¨®n nuclear que se cort¨® de golpe con el comienzo de la guerra en septiembre de 1939. La investigaci¨®n sobre la fisi¨®n nuclear se intensific¨® pero pas¨® a ser un secreto militar. Seis a?os m¨¢s tarde, en agosto de 1945, la enormidad de las fuerzas nucleares se manifest¨® en Jap¨®n. Solo tres meses despu¨¦s, se otorg¨® el premio Nobel de Qu¨ªmica exclusivamente a Otto Hahn por el descubrimiento de la fisi¨®n nuclear.

Lise Meitner muri¨® en 1968 en Inglaterra. Su oposici¨®n a la aplicaci¨®n de la fisi¨®n nuclear con fines b¨¦licos le vali¨® el epitafio que da t¨ªtulo a este art¨ªculo. Veintinueve a?os despu¨¦s, el elemento qu¨ªmico 109 fue nombrado meitnerio en su honor.

M? ?ngeles Garc¨ªa Ferrero es investigadora postdoctoral en la Universidad de Heidelberg (Alemania) y ha recibido recientemente el Premio Jos¨¦ Luis Rubio de Francia

Juan Garc¨ªa Ferrero es f¨ªsico e ingeniero

Caf¨¦ y Teoremas es una secci¨®n dedicada a las matem¨¢ticas y al entorno en el que se crean, coordinado por el Instituto de Ciencias Matem¨¢ticas (ICMAT), en la que los investigadores y miembros del centro describen los ¨²ltimos avances de esta disciplina, comparten puntos de encuentro entre las matem¨¢ticas y otras expresiones sociales y culturales y recuerdan a quienes marcaron su desarrollo y supieron transformar caf¨¦ en teoremas. El nombre evoca la definici¨®n del matem¨¢tico h¨²ngaro Alfred R¨¦nyi: ¡°Un matem¨¢tico es una m¨¢quina que transforma caf¨¦ en teoremas¡±.

Edici¨®n y coordinaci¨®n: ?gata A. Tim¨®n Garc¨ªa-Longoria (ICMAT)

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