Mostrando entradas con la etiqueta Werner Heisenberg. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Werner Heisenberg. Mostrar todas las entradas

viernes, 28 de julio de 2023

_- ¡𝐓𝐎𝐃𝐎𝐒 𝐋𝐎𝐒 𝐏𝐑𝐄𝐌𝐈𝐎𝐒 𝐍𝐎𝐁𝐄𝐋 𝐃𝐄 𝐎𝐏𝐏𝐄𝐍𝐇𝐄𝐈𝐌𝐄𝐑, 𝐋𝐀 𝐏𝐄𝐋Í𝐂𝐔𝐋𝐀!

Quin es quin en Oppenheimer la última película de Christopher Nolan
_- 1. Albert Einstein, interpretado por Tom Conti. Premio Nobel de física en 1921 por el efecto fotoeléctrico.
 
2. Niels Henrik David Bohr (Copenhague, Dinamarca, 1885) es uno de los físicos más importantes de la historia, especialmente en el campo de la comprensión del átomo y la mecánica cuántica. Galardonado con el Premio Nobel de Física en 1922, interpretado por Kenneth Branagh.
 
3. Werner Heisenberg, físico teórico alemán que fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 1932 por ser pionero en la creación de la mecánica cuántica, interpretado por Matthias Schweighöfer.

4. Enrico Fermi fue un físico italiano-estadounidense conocido como el "arquitecto de la era atómica". Realizó contribuciones fundamentales en el campo de la física nuclear y fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1938 por su trabajo sobre la radiación inducida por neutrones, interpretado por Danny Deferrari.

5. Ernest Orlando Lawrence, físico nuclear clave en la construcción de la bomba atómica y ganador del premio Nobel de Física en 1939 por la invención del "ciclotrón", un acelerador de partículas. Su labor en el Proyecto Manhattan fue la de separar isótopos de uranio, interpretado por Joshua Daniel Hartnett.

6. Isidor Isaac Rabi rechazó trabajar con su amigo Oppenheimer en Los Álamos como subdirector, pero ofreció su consejo como consultor. Estuvo presente cuando ocurrió la prueba nuclear Trinity. Ganó el Premio Nobel de física en 1944 por el descubrimiento del método de resonancia gracias al que es posible verificar el registro de las propiedades magnéticas de los átomos.
 
7. Richard Feynman, el físico teórico fue contratado para trabajar en el Proyecto Manhattan con el equipo de Hans Bethe cuando tenía 24 años, incluso antes de tener un título de posgrado. Según la Atomic Heritage Foundation, cuando más tarde llegó a la ubicación de Los Álamos, era "conocido por desafiar la seguridad en broma". En ese momento, había obtenido un título. Feynman estuvo en la prueba nuclear Trinity en 1945 y ganó el Premio Nobel en 1965, por su trabajo fundamental en electrodinámica cuántica. Interpretado por Jack Quaid.

 8. Hans Bethe, físico nuclear que fue seleccionado por Oppenheimer para liderar la división teórica del Proyecto Manhattan. Bethe trabajó en el diseño de la bomba utilizada en la prueba nuclear de julio de 1945, cuyo nombre en código es Trinity, y la que se lanzó sobre Nagasaki. Más tarde trabajó en el desarrollo de la bomba de hidrógeno a pesar de que estaba en contra. Bethe ganó el Premio Nobel de física en 1967, por sus contribuciones sobre la teoría de las reacciones nucleares, especialmente, acerca de sus descubrimientos sobre la producción de energía en las estrellas. Interpretado por Gustaf Skarsgård.

-Jaume-

lunes, 29 de agosto de 2022

_- El misterio sobre Werner Heisenberg, el físico que ganó el Nobel por la creación de la mecánica cuántica

_- Nadie duda que su principio de incertidumbre es brillante; la incertitud es sobre sus principios morales. 


 "Ahora ya estamos todos muertos, es cierto, y el mundo se acuerda de mí sólo por dos cosas: por el principio de incertidumbre y por mi misteriosa visita a Niels Bohr en Copenhague en 1941. Todos entienden de qué se trata la incertidumbre. O eso creen. Nadie entiende por qué fui a Copenhague".

Con estas palabras entra en escena Werner Heisenberg en la aclamada obra "Copenhague" del dramaturgo inglés Michael Frayn, que imagina lo que pudo haber pasado en uno de los encuentros más controvertidos de la historia de la ciencia.

Sabemos que tuvo lugar y cuándo: en septiembre de 1941, cuando Alemania estaba en la cima de su período de éxito militar, habiendo ocupado la mayor parte de Europa, derrotado a Francia y expulsado al ejército británico del continente, y cuando Estados Unidos seguía siendo técnicamente neutral.
 
Sabemos dónde tuvo lugar y cuando: en Copenhague, cuando Dinamarca estaba bajo la ocupación nazi.

Sabemos quiénes estuvieron presentes: dos físicos que habían cartografiado y explorado el universo cuántico dentro del átomo y que, juntos, habían revolucionado el mundo de la física.


Dos galardonados con el premio Nobel de Física: Niels Bohr, en 1922, "en reconocimiento por su trabajo sobre la estructura de los átomos" y Heisenberg, en 1932, por "la creación de la mecánica cuántica".

Un danés de ascendencia judía y un luterano alemán, separados en edad por 16 años, cuyas vidas estaban profundamente entrelazadas a nivel personal, intelectual y profesional, hasta aquel día de 1941.

Sabemos que el encuentro terminó abruptamente, y que Bohr quedó muy enfadado.

Lo que no sabemos es qué ocurrió, no porque no hayan hablado de ello, sino porque hay más de una versión.

E importa porque Heisenberg fue el físico que le dejó al mundo el principio de incertidumbre, pero también un mundo de incertidumbres sobre sus principios.

La duda sin resolver es si fue un villano que quiso aprovecharse de su cercana relación con el danés en beneficio del proyecto de la bomba atómica nazi o un héroe que quiso evitar que tanto los Aliados de la Segunda Guerra Mundial como las Potencias del Eje obtuvieran tal arma.

El principio
Bohr había habitado ese mundo idílico de la ciencia de principios de siglo XX, en el que las ideas fluían atravesando fronteras en una misión conjunta para superar los límites del conocimiento.

Neils Bohr FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

"Hacer predicciones es muy difícil, especialmente cuando se trata del futuro", dijo el gran Bohr.

Era una atmósfera repleta de luminarias -desde el padre de la física nuclear Ernest Rutherford y el originador de la teoría cuántica Max Planck, hasta la estrella más brillante: Albert Einstein- que fue sacudida por la Primera Guerra Mundial, cuando la ciencia se usó como un arma ofensiva.

Pero sobrevivió por un rato más.

Una de las muestras más dicientes fue el contrabando de copias del artículo sobre la teoría general de la relatividad que Einstein presentó en 1915 en Berlín a científicos aliados. Y el hecho de que, para probar la teoría del científico alemán, el gobierno británico financió durante la guerra una expedición para fotografiar un eclipse solar en 1919, a instancias del astrónomo Arthur Eddington.

Cuando, en 1924, Heisenberg aceptó la invitación de Bohr para trabajar en Copenhague, heredó los beneficios de esa atmósfera y entre ellos se forjó una relación que fue más allá de la de un mentor y un estudiante talentoso.

A nivel personal, el alumno se fue convirtiendo en parte de la familia del profesor.

En el plano profesional, aunque hicieron sus descubrimientos por separado, su trabajo conjunto fue imprescindible para alcanzar sus logros.

Los principios
El resultado fue brillante: en 1927, Heisenberg publicó su "Principio de incertidumbre", que afirmaba que la posición exacta de un electrón dentro de un núcleo atómico en un momento dado no podía conocerse con certeza, sino que solo se calculaba estadísticamente dentro de una probabilidad.

Su descubrimiento fue fundamental para la física cuántica.

Para entonces, Bohr había desarrollado su principio de complementariedad, en el que incorporó la física de Heisenberg dentro de la suya, y propuso que el aparente caos del mundo cuántico y el orden del universo basado en la física clásica no eran excluyentes sino complementarios entre sí de una manera que aún teníamos que comprender y explicar.

En opinión del físico teórico estadounidense John Wheeler, era "el concepto científico más revolucionario de este siglo".

Pero no todos lo recibieron de esa manera.

Como recordó el físico alemán Max Born en su discurso de aceptación de su premio Nobel de física en 1954, hubo una dramática división entre famosos físicos cuánticos, con algunos en profundo desacuerdo.

"El mismo Max Planck estuvo entre los escépticos hasta su muerte y Albert Einstein, Louis-Victor de Broglie (Nobel de Física de 1929) y Erwin Schrödinger (Nobel de Física de 1933) no dejaron de subrayar los aspectos insatisfactorios de la teoría...".

El desacuerdo no era sólo respecto al principio de complementariedad, sino también al de incertidumbre de Heisenberg.

Neils Bohr y Albert Einstein FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

Niels Bohr era un ícono de los físicos nucleares, considerado como un buscador de la verdad al estilo de Einstein, con quien aparece en esta foto.

Ante esa descripción del mundo cuántico en el que las certezas habían sido reemplazadas por probabilidades, Einstein famosamente protestó diciendo: "Dios no juega a los dados". Y Bohr, menos famosamente, le respondió: "Einstein, deja de decirle a Dios qué hacer".

Una disputa entre titanes que, en el albor del siglo XX, le dieron un vuelco al universo, mostrándolo primero como algo relativo y luego, como algo confuso.

Sus principios
Pero mientras que en el universo intelectual los ataques que ponen a prueba las teorías son necesarios, los golpes que reciben las ideas por razones políticas rara vez traen consecuencias benéficas.

El principio de incertidumbre de Heisenberg sobrevivió a las críticas y finalmente fue adoptado por casi todos en la comunidad de física.

Sin embargo, el surgimiento del archinacionalista (nazi) Adolf Hitler en Alemania marcó el comienzo de una impactante supresión de la investigación científica y el conocimiento.

Incluso desde antes de que llegara al poder, la "nueva física", aquella de la relatividad y la incertidumbre, fue vinculada a la impureza y el judaísmo, y los científicos alemanes hostiles a ella exigían una física "aria".

Johannes Stark FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

El Nobel de Física de 1919 Johannes Stark fue uno de los laureados alemanes que abogaban por la ciencia "aria".

Como explica el Bohr imaginado por Frayn...

"Los alemanes se opusieron sistemáticamente a la física teórica. ¿Por qué? Porque la mayoría de los que trabajaban en ese campo eran judíos.

"¿Y por qué tantos eran judíos? Porque la física teórica, la física que le interesaba a Einstein, a Schrödinger, a Pauli y a nosotros dos, siempre fue considerada inferior a la física experimental en Alemania, y las cátedras teóricas eran las únicas a las que podían acceder los judíos".

Efectivamente, el antisemitismo europeo no empezó con Hitler, ni lo esperó para manifestarse en el mundo científico, pero cuando empezó a amasar poder y, más aún, cuando lo alcanzó, en 1933, aprovechó ese terreno ya arado.

Los nazis pronto le prohibieron a todos los judíos trabajar para el Estado alemán (y, más tarde, los ocupados) o en capacidades profesionales como profesores universitarios, provocando un éxodo del mayor talento científico del mundo hacia naciones receptivas.

Heisenberg no se unió al partido nazi, y fue inicialmente calificado de simpatizante judío por su adhesión a la "física judía" de Einstein y Niels Bohr.

Sin embargo, era un nacionalista alemán dedicado. Participó en los ejercicios militares de su unidad de reserva.

Patriótico, se aferró a la idea de que podía ayudar a su tierra natal. Y creyó que Hitler podría no ser tan malo como parecía.

Por eso se negó a abandonar Alemania como una protesta simbólica contra el régimen nazi y su actitud hacia la investigación científica, desoyendo las súplicas de sus colegas internacionales.

El fin
Irónicamente, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, el régimen nazi empezó a valorar los posibles usos de esa física que tanto despreciaba por encima de la ideología.

Lise Meitner, una de las judías que tuvieron que huir de los nazis, siguió colaborando a distancia con el químico Otto Hahn, quien le enviaba información sobre sus experimentos con el elemento uranio.

En la Navidad de 1938, mientras estaba en Suecia, Meitner y su sobrino Otto Frisch analizaron los datos y confirmaron que se había producido una fisión nuclear.

Le entregaron la información a Niels Bohr, quien la llevó a Estados Unidos, y en enero de 1939, en una conferencia de física en la Universidad George Washington, se anunció públicamente que la posibilidad de dividir el átomo y liberar cantidades incalculables de energía a través de la fisión nuclear estaba ahora al alcance.

Teóricamente era posible construir una bomba atómica.



Bohr y Heisenberg en tiempos mejores (1932). FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES

En abril de 1939 se estableció el primer "Uranverein" o "Club de Uranio" alemán, y el día que Alemania lanzó la invasión de Polonia, la Oficina de Artillería del ejército alemán se hizo cargo del proyecto de energía nuclear para explorar posibles aplicaciones militares.

Ese segundo Uranverein era un secreto militar y de Estado. Su principal teórico era Heisenberg. Y lo seguía siendo cuando visitó a Bohr en 1941.

Cuál era su fin es algo que hasta el día de hoy, físicos e historiadores de la física siguen debatiendo, a pesar de que se han escrito miles de páginas acerca del tema.

Durante muchos años, se consideró como una de las mejores fuentes una carta que Heisenberg le escribió al autor Robert Jungk, de la cual aparecen fragmentos en el libro "Más brillante que mil soles: una historia personal de los científicos atómicos".

Heisenberg explicaba que su intención era convencer a los científicos nucleares de ambos lados en guerra de impedir el desarrollo de una bomba atómica diciéndole a los dirigentes de sus países que las dificultades técnicas y económicas hacían que fuera imposible en el futuro inmediato.

Según el físico alemán, lo que pretendía era informarle a Bohr que los nazis sabían que la fisión nuclear era posible, pero que él estaba en posición de neutralizar ese esfuerzo. Afirmó que lo que quería era que Bohr convenciera a los científicos aliados de que hicieran lo mismo.

Con un acuerdo tácito, la comunidad internacional de física podía cooperar para salvar al mundo de esta arma horrible.

Niels Bohr siempre contradijo esa versión de la reunión.
Representación de Copenhague en Inglaterra. FUENTE DE LA IMAGEN, GETTY IMAGES

En "Copenhague", Frayn imaginó 5 posibles conversaciones entre los dos físicos, con la contribución de la esposa de Bohr, Margrethe.

Y en 2002, reaccionando a una nueva ronda de debates académicos sobre la misteriosa reunión desencadenada por la presentación de la obra de Frayn en 1998, la familia de Bohr publicó varias cartas que él le había escrito, pero no enviado, a Heisenberg.

En ellas, Bohr contaba una historia diferente: durante toda la visita de Heisenberg había sentido que el hombre más joven se jactaba no solo de la próxima victoria de Alemania, sino también de su capacidad para construir una bomba atómica en el futuro cercano.

Afirmó que la intención de Heisenberg era convencerlo de ayudar a los alemanes, enfatizando la probabilidad de la victoria alemana. Peor aún, que había tratado de deshonrarlo intentando que divulgara información sobre el esfuerzo nuclear aliado.

Una versión pinta a Heisenberg como un héroe que trató de salvar al mundo de la pesadilla atómica; la otra, un villano que quiso aprovecharse de un amigo para garantizar la victoria de la Alemania hitleriana.

¿Malentendió Bohr a Heisenberg? ¿O cometió Heisenberg un grave error y luego mintió para reivindicarse?

¿Será que los nazis no lograron hacer una bomba atómica porque Heisenberg frustró deliberadamente el proyecto o porque sencillamente, a pesar de sus esfuerzos, él no supo cómo completarlo?

Nunca lo sabremos.

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52374330

miércoles, 18 de noviembre de 2020

La conspiración que llevó a Hiroshima,

“En la segunda semana de junio de 1942 el mundo entró en la era atómica al mismo tiempo que su razón de ser original se esfumó”. Armado con esta tesis, el historiador Peter Watson construye en Historia secreta de la bomba atómica (Crítica, traducción de Amado Diéguez) un relato poblado por militares conspiradores, políticos ingenuos o malvados, nazis, espías comunistas y los científicos que conformaron la edad de oro de la física, una historia de traiciones y mentiras otras veces contada pero no desde esta óptica. “Estados Unidos gastó tanto en la bomba, y en secreto, que tenía que ser usada para justificar su coste. Sabían que no iba a ser necesaria una invasión porque los japoneses negociaban en secreto una rendición a través de los soviéticos. Los científicos de Los Álamos querían saber si sus cálculos y otras disposiciones funcionaban, era un triunfo de la ciencia, un gran logro por nuestra parte, cuando lo razonable habría sido no construir la bomba porque no hacía falta. Rusia no tenía ni la ciencia ni la fuerza humana para desarrollarla durante la guerra. Si el tándem Estados Unidos-Reino Unido no hubiera seguido adelante, nadie habría construido una bomba nuclear nunca en ningún sitio”, comenta Watson por correo electrónico para resumir su controvertida tesis.

¿Por qué junio de 1942? 
Porque fue el momento en que la Alemania nazi, contra quien se competía para construir la bomba antes y evitar que tomaran la delantera en la Segunda Guerra Mundial, decidió en una conferencia de científicos, militares y jerarcas dirigida por Albert Speer abandonar el proyecto y centrarse en armas que le dieran rédito inmediato. Werner Heisenberg, Otto Hahn y toda la elite científica que seguía en Alemania debían cambiar de rumbo. Esa misma semana, sin embargo, Centro (el eje del espionaje soviético) ordenó a todos sus agentes en Berlín, Londres y Nueva York, que recopilaran cuanta información pudieran sobre el “proyecto secreto” de la Casa Blanca “para fabricar la bomba atómica”. Empezaba el prólogo de la Guerra Fría.

¿Sabían los aliados que la amenaza nuclear nazi quedaba desactivada? Reino Unido, con una calidad espectacular en sus fuentes de inteligencia, sí. Gracias a Paul Rosbaud —científico, periodista y gran relaciones públicas alemán entregado a la causa aliada, personaje de novela que siempre iba con una cápsula de cianuro en el bolsillo “por si acaso” y que aguantó con su coartada hasta el final de la guerra— tenían información de primera mano de lo que ocurría en el interior del mundo científico alemán. “Su importancia es incalculable”, asegura Watson. Y, sin embargo, los estadounidenses lo ignoraron. Riguroso al extremo con documentos, declaraciones y fechas pero también con su habitual pulso narrativo, Watson (Birmingham, 77 años) demuestra que Estados Unidos conocía los planes de Alemania. El gran conspirador en la sombra era el general Leslie Groves, supervisor de la construcción del Pentágono y el mayor cargo militar al frente del Proyecto Manhattan en Los Álamos, quien ya en septiembre de 1942 aseguró que Rusia era el “enemigo” natural de Estados Unidos y que el proyecto “estaba orientado sobre esa base”. “Groves es el gran villano de la historia. Es un poco como Trump, que pensó que lo militar podría volver a dar la grandeza a Estados Unidos. Él veía el proyecto de una manera que era imposible que no llegara a realizarse”, comenta Watson.

¿Lo sabían los científicos recluidos en Los Álamos? Algunos no. A otros no les importaba tanto como el hecho en sí de conseguirlo. En 1943, David Hawkins, uno de los más estrechos colaboradores de Robert Oppenheimer, director científico del proyecto, se quejó del entusiasmo “alegre, enloquecido, delirante” que había sobre el arma en Los Álamos y la pérdida de contacto con las consecuencias de su investigación del equipo allí reunido, el más imponente de la historia de la física. Recuerden el “no me vengan con escrúpulos de conciencia” de Enrico Fermi poco después de producir la primera reacción en cadena en un reactor nuclear. No todos eran así. El danés Niels Bohr, para Watson el científico más importante del mundo junto a Einstein, luchó y puso en juego su prestigio y sus influencias para que Roosevelt y Churchill accedieran a compartir con la Unión Soviética sus secretos. Pero fracasó donde otros con otros métodos más torticeros iban a triunfar.

Uno de los grandes personajes de un libro lleno de ellos es Klaus Fuchs. Hijo de pastor cuáquero, brillante físico teórico huido de Alemania tras luchar contra los nazis en los treinta, trabajaba para Moscú al menos desde 1941, cuando estaba exiliado en Reino Unido. Su incorporación al Proyecto Manhattan dio a los soviéticos una fuente directa e información esencial para desarrollar su bomba. “Creo que se puede decir que la información que Fuchs pasó a los rusos significó que cuando empezó la guerra de Corea en 1950 Rusia estaba mucho más avanzada de lo que hubiera estado sin él y el hecho de que estuvieran preparados fue un factor clave para que Truman no usara de nuevo la bomba. Pero eso no cambia el hecho de que Fuchs fue un traidor y que si su traición hubiera ocurrido con Rusia como enemigo y no como aliado él podría y debería haber sido ejecutado”. Fuchs creía que así contribuía a la paz, una paz que Reino Unido y Estados Unidos buscaban a través de la coerción que supondría ser los únicos que tenían el arma atómica.

¿Eran todos unos ingenuos? 
“No hay que olvidar que Churchill creyó que podía llevarse bien con Stalin. Hasta cierto punto fue tan ingenuo como cualquier otro”, comenta Watson. “El equilibrio ha sido destruido. La bomba A es un chantaje”, dijo Stalin a Beria desde Postdam. Tras Hiroshima y Nagasaki, en agosto de 1945, "en el ámbito de la física se había culminado una terrible aventura”, afirma Watson en Historia intelectual del siglo XX. Hoy, hay 9.500 cabezas nucleares en el mundo, que podrían destruir el planeta más de 100 veces. Peter Watson insiste en que todo eso se podría haber evitado sin la conspiración que llevó a construir una bomba que no se necesitaba.

DE ESPÍAS Y FÍSICOS
El danés Niels Bohr es uno de los tantos premios Nobel que pueblan el libro y uno de sus ejes narrativos. “Fue siempre algo más que un simple científico”, asegura Watson de este hombre “generoso y paternal” que “carecía por completo del instinto de rivalidad”. Su labor, primero en Copenhague, luego en Reino Unido y finalmente en Estados Unidos dio cobijo a científicos alemanes huidos y fue esencial para ensamblar el equipo que terminó en Los Álamos. Pero una obra como Historia secreta de la bomba atómica, en cada esquina aparece un espía, un acto de traición, una sombra. A Bohr le perseguirá siempre la duda sobre lo que ocurrió en su encuentro en la Copenhague ocupada por los nazis con Werner Heisenberg. ¿Le dio este a Bohr el dibujo que él aseguraba poseer aunque los testigos no lo recuerdan y en el que se revelaban secretos de estado? ¿Fue el alemán un traidor que en público se mostraba como un ferviente nacionalista y en privado les decía a los aliados que ellos no iban a fabricar la bomba? ¿O era un nazi seguro de la victoria que quería reclutar a Bohr? ¿Se inventó Bohr el dibujo para dar credibilidad a sus tesis? Se ha escrito mucho sobre el asunto sin llegar a ninguna conclusión y aquí Watson tampoco se atreve a aventurarla.

https://elpais.com/cultura/2020-11-09/la-conspiracion-que-acabo-en-hiroshima.html



Robert Oppenheimer, con sombrero, y el general Leslie Groves (a su lado) examinan los restos de una torre borrada por la primera prueba atómica, en Alamogordo, Nuevo México, en 1945.

domingo, 5 de julio de 2020

Albert Einstein: los 2 grandes errores científicos que cometió en su carrera, François Vannucci*. The Conversation.

Einstein

La investigación científica se basa en la relación entre la realidad de la naturaleza -adquirida mediante observaciones- y una representación de esta realidad, formulada por una teoría en lenguaje matemático.

Cuando todas las consecuencias que se derivan de una teoría se verifican de forma experimental, esta queda validada.

Este enfoque, que se ha aplicado desde hace casi cuatro siglos, ha permitido construir un conjunto coherente de conocimientos.

Pero esos avances se logran gracias a la inteligencia humana que, a pesar de todo, conserva sus creencias y prejuicios, lo cual puede afectar al progreso de la ciencia incluso entre las mentes más privilegiadas.

El primer error
En su obra maestra sobre la teoría general de la relatividad, Albert Einstein escribió la ecuación que describe la evolución del Universo en función del tiempo.

La solución de esta ecuación muestra un universo inestable, en lugar de, como se creía hasta entonces, una enorme esfera de volumen constante en la que se deslizaban las estrellas.

A principios del siglo XX, todo el mundo vivía con la idea bien arraigada de un universo estático en el que el movimiento de los astros se repetía sin descanso.

Es probable que se debiera a las enseñanzas de Aristóteles, que establecía que el firmamento era inmutable, en contraposición con el carácter perecedero de la Tierra.

Esta creencia provocó una anomalía histórica: en el año 1054, los chinos advirtieron una nueva luz en el cielo que no aparece mencionada en ningún documento europeo, y eso que se pudo ver a plena luz del día durante varias semanas.

Se trataba de una supernova, es decir, una estrella moribunda, cuyos restos todavía se pueden observar en la nebulosa del Cangrejo.

El pensamiento dominante en Europa impedía aceptar un fenómeno tan contrario a la idea de un cielo inmutable. Una supernova es un acontecimiento muy raro, que solo se puede observar a simple vista una vez cada cien años (la última fue en 1987).

Así que Aristóteles tenía casi razón al afirmar que el cielo era inmutable, al menos a la escala de una vida humana.

Para no contradecir la idea de un universo estático, Einstein introdujo en sus ecuaciones una constante cosmológica que congelaba el estado del universo.

La intuición le falló: en 1929, cuando Edwin Hubble demostró que el universo se expandía, Einstein admitió haber cometido "su mayor error".

La aleatoriedad cuántica
Al mismo tiempo que la teoría de la relatividad, se desarrolló la mecánica cuántica, que describe la física de lo infinitamente pequeño.

Einstein hizo una contribución destacada en ese ámbito, en 1905, con su interpretación del efecto fotoeléctrico como una colisión entre electrones y fotones, es decir, entre partículas infinitesimales portadoras de energía.

En otras palabras, la luz, descrita tradicionalmente como una onda, se comporta como un flujo de partículas.

Fue por este avance, y no por la teoría general de la relatividad, por el que Einstein fue galardonado con el premio Nobel en 1921.

Pero, a pesar de ese vital aporte, se obstinó en rechazar la lección más importante de la mecánica cuántica, que establece que el mundo de las partículas no está sometido al determinismo estricto de la física clásica.

El mundo cuántico es probabilístico, lo que implica que solo somos capaces de predecir una probabilidad de ocurrencia entre un conjunto de sucesos posibles.

A pesar de sus aportes a la física cuántica, Einstein no estuvo dispuesto a aceptar todas sus implicancias teóricas y prácticas. La obcecación de Einstein deja entrever de nuevo la influencia de la filosofía griega.

Platón enseñaba que el pensamiento debía permanecer ideal, libre de las contingencias de la realidad, lo que es una idea noble pero alejada de los preceptos de la ciencia.

Así como el conocimiento precisa de una concordancia perfecta con todos los hechos predichos, la creencia se funda en una verosimilitud fruto de observaciones parciales.

El propio Einstein estaba convencido de que el pensamiento puro era capaz de abarcar toda la realidad, pero la aleatoriedad cuántica contradice esa hipótesis.

En la práctica, esa aleatoriedad no es plena, pues está regida por el principio de incertidumbre de Heisenberg.

Dicho principio impone un determinismo colectivo a los conjuntos de partículas: un electrón por sí mismo es libre, puesto que no se puede calcular su trayectoria al atravesar una rendija, pero un millón de electrones dibujan una figura de difracción que muestra franjas oscuras y brillantes que sí se pueden predecir.

Einstein también afirmó: "Tú crees en el Dios que juega a los dados y yo creo en la ley y la ordenación total de un mundo que es objetivo". Einstein no quería admitir ese indeterminismo elemental y lo resumió en un veredicto provocador: "Dios no juega a los dados con el universo".

El nobel Serge Haroche: Einstein se equivocó, "Dios efectivamente está jugando a los dados" en el universo cuántico Propuso la existencia de variables ocultas, de magnitudes por descubrir más allá de la masa, la carga y el espín, que los físicos utilizan para describir las partículas. Pero la experiencia no le dio la razón.

Hay que asumir la existencia de una realidad que transciende nuestra comprensión, que no podemos saber todo del mundo de lo infinitamente pequeño.

Los caprichos fortuitos de la imaginación
En el proceso del método científico existe un paso que no es totalmente objetivo y es el que lleva a la conceptualización de una teoría. Einstein da un ilustre ejemplo del mismo con sus experimentos mentales.

Así afirmó: "La imaginación es más importante que el conocimiento". En efecto, a partir de observaciones dispares, un físico debe imaginar una ley subyacente. A veces, hay que elegir entre varios modelos teóricos posibles, momento en el que la lógica retoma el control.

La inteligencia nada tiene que buscar: tiene que limpiar el terreno. Tan solo es útil para las tareas serviles Simone Weil, La gravedad y la gracia

Por tanto, el progreso de las ideas se nutre de lo que llamamos intuición. Es una especie de salto en el conocimiento que sobrepasa la pura racionalidad. La frontera entre lo objetivo y lo subjetivo deja de ser del todo fija.

Los pensamientos nacen en las neuronas bajo el efecto de impulsos electromagnéticos y, entre ellos, algunos resultan particularmente fecundos, como si provocaran un cortocircuito entre células, obra del azar.

Pero estas intuiciones, estas "flores" del espíritu humano, no son iguales para todas las personas.

Mientras el cerebro de Einstein concibió E=mc² , el de Marcel Proust creó una metáfora admirable. La intuición se manifiesta de forma aleatoria, pero ese azar está moldeado por la experiencia, la cultura y el conocimiento de cada persona.

Los beneficios del azar
No debería sorprendernos que haya una realidad que sobrepase nuestra propia inteligencia.

Sin el azar, nos guían nuestros instintos, nuestras costumbres, todo lo que nos hace predecibles. Nuestras acciones están confinadas de manera casi exclusiva en ese primer nivel de realidad, con sus preocupaciones ordinarias y sus quehaceres obligados.

Pero existe otro nivel en el que el azar manifiesto es la seña de identidad.

Jamás ningún esfuerzo administrativo ni escolar reemplazará los milagros del azar a que se deben los grandes hombres
Honoré de Balzac, El primo Pons

Einstein es un ejemplo de espíritu libre y creador que conserva, sin embargo, sus prejuicios.

Su "primer error" puede resumirse en la frase: "Me niego a creer que el Universo tuviera un principio". Pero la experiencia demostró que se equivocaba.

Su sentencia sobre Dios jugando a los dados quiere decir: "Me niego a creer en el azar". Sin embargo, la mecánica cuántica implica una aleatoriedad forzosa.

Cabría preguntarse si habría creído en Dios en un mundo sin azar, lo que reduciría mucho nuestra libertad al vernos confinados en un determinismo absoluto. Einstein se mantiene en su rechazo pues, para él, el cerebro humano debe ser capaz de comprender el Universo.

Con mucha más modestia, Heisenberg le responde que la física se limita a describir las reacciones de la naturaleza en unas circunstancias dadas.

El hombre solo escapa de las leyes de este mundo por espacio de una centella. Instantes de detenimiento, de contemplación, de intuición pura […] En instantes así es capaz de lo sobrenatural
Simone Weil, La gravedad y la gracia

La teoría cuántica demuestra que no podemos alcanzar una comprensión total de lo que nos rodea. En compensación, nos ofrece el azar con sus frustraciones y peligros, pero también con sus beneficios.

El legendario físico es el ejemplo perfecto del ser imaginativo por excelencia. Su negación del azar, por tanto, representa una paradoja, pues es lo que hace posible la intuición, germen del proceso de creación tanto para las ciencias como para las artes.

*François Vannucci es profesor emérito e investigador en física de partículas especializado en neutrinos de la Universidad de París. 

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation y está reproducido bajo la licencia Creative Commons.

BBC.

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52905149#

"La ecuación E=mc² de Albert Einstein le dio forma a todo el siglo XX": Christophe Galfard, discípulo de Stephen Hawking

El nobel Serge Haroche: Einstein se equivocó, "Dios efectivamente está jugando a los dados" en el universo cuántico

¿Es la luz una onda o una partícula? Einstein respondió "ambas" y cambió la física para siempre

El eclipse que confirmó la teoría de la relatividad hace 100 años (y convirtió a Einstein en una celebridad)

miércoles, 24 de junio de 2020

El misterio sobre Werner Heisenberg, el físico que ganó el Nobel por la creación de la mecánica cuántica

Ahora ya estamos todos muertos, es cierto, y el mundo se acuerda de mí sólo por dos cosas: por el principio de incertidumbre y por mi misteriosa visita a Niels Bohr en Copenhague en 1941. Todos entienden de qué se trata la incertidumbre. O eso creen. Nadie entiende por qué fui a Copenhague".

Con estas palabras entra en escena Werner Heisenberg en la aclamada obra "Copenhague" del dramaturgo inglés Michael Frayn, que imagina lo que pudo haber pasado en uno de los encuentros más controvertidos de la historia de la ciencia.

Sabemos que tuvo lugar y cuándo: en septiembre de 1941, cuando Alemania estaba en la cima de su período de éxito militar, habiendo ocupado la mayor parte de Europa, derrotado a Francia y expulsado al ejército británico del continente, y cuando Estados Unidos seguía siendo técnicamente neutral.

Sabemos dónde tuvo lugar: en Copenhague, cuando Dinamarca estaba bajo la ocupación nazi.

Sabemos quiénes estuvieron presentes: dos físicos que habían cartografiado y explorado el universo cuántico dentro del átomo y que, juntos, habían revolucionado el mundo de la física.

Dos galardonados con el premio Nobel de Física: Niels Bohr, en 1922, "en reconocimiento por su trabajo sobre la estructura de los átomos" y Heisenberg, en 1932, por "la creación de la mecánica cuántica".

Un danés de ascendencia judía y un luterano alemán, separados en edad por 16 años, cuyas vidas estaban profundamente entrelazadas a nivel personal, intelectual y profesional, hasta aquel día de 1941.

Sabemos que el encuentro terminó abruptamente, y que Bohr quedó muy enfadado.

Lo que no sabemos es qué ocurrió, no porque no hayan hablado de ello, sino porque hay más de una versión.

E importa porque Heisenberg fue el físico que le dejó al mundo el principio de incertidumbre, pero también un mundo de incertidumbres sobre sus principios.

La duda sin resolver es si fue un villano que quiso aprovecharse de su cercana relación con el danés en beneficio del proyecto de la bomba atómica nazi o un héroe que quiso evitar que tanto los Aliados de la Segunda Guerra Mundial como las Potencias del Eje obtuvieran tal arma.

El principio
Bohr había habitado ese mundo idílico de la ciencia de principios de siglo XX, en el que las ideas fluían atravesando fronteras en una misión conjunta para superar los límites del conocimiento.

Era una atmósfera repleta de luminarias -desde el padre de la física nuclear Ernest Rutherford y el originador de la teoría cuántica Max Planck, hasta la estrella más brillante: Albert Einstein- que fue sacudida por la Primera Guerra Mundial, cuando la ciencia se usó como un arma ofensiva.

Pero sobrevivió por un rato más.

Una de las muestras más dicientes fue el contrabando de copias del artículo sobre la teoría general de la relatividad que Einstein presentó en 1915 en Berlín a científicos aliados. Y el hecho de que, para probar la teoría del científico alemán, el gobierno británico financió durante la guerra una expedición para fotografiar un eclipse solar en 1919, a instancias del astrónomo Arthur Eddington.

Cuando, en 1924, Heisenberg aceptó la invitación de Bohr para trabajar en Copenhague, heredó los beneficios de esa atmósfera y entre ellos se forjó una relación que fue más allá de la de un mentor y un estudiante talentoso.

A nivel personal, el alumno se fue convirtiendo en parte de la familia del profesor.

En el plano profesional, aunque hicieron sus descubrimientos por separado, su trabajo conjunto fue imprescindible para alcanzar sus logros.

Los principios
El resultado fue brillante: en 1927, Heisenberg publicó su "Principio de incertidumbre", que afirmaba que la posición exacta de un electrón dentro de un núcleo atómico en un momento dado no podía conocerse con certeza, sino que solo se calculaba estadísticamente dentro de una probabilidad.

Su descubrimiento fue fundamental para la física cuántica.

Para entonces, Bohr había desarrollado su principio de complementariedad, en el que incorporó la física de Heisenberg dentro de la suya, y propuso que el aparente caos del mundo cuántico y el orden del universo basado en la física clásica no eran excluyentes sino complementarios entre sí de una manera que aún teníamos que comprender y explicar.

En opinión del físico teórico estadounidense John Wheeler, era "el concepto científico más revolucionario de este siglo".

Pero no todos lo recibieron de esa manera.

Como recordó el físico alemán Max Born en su discurso de aceptación de su premio Nobel de física en 1954, hubo una dramática división entre famosos físicos cuánticos, con algunos en profundo desacuerdo.

"El mismo Max Planck estuvo entre los escépticos hasta su muerte y Albert Einstein, Louis-Victor de Broglie (Nobel de Física de 1929) y Erwin Schrödinger (Nobel de Física de 1933) no dejaron de subrayar los aspectos insatisfactorios de la teoría...".

El desacuerdo no era sólo respecto al principio de complementariedad, sino también al de incertidumbre de Heisenberg.

Ante esa descripción del mundo cuántico en el que las certezas habían sido reemplazadas por probabilidades, Einstein famosamente protestó diciendo: "Dios no juega a los dados". Y Bohr, menos famosamente, le respondió: "Einstein, deja de decirle a Dios qué hacer".

Una disputa entre titanes que, en el albor del siglo XX, le dieron un vuelco al universo, mostrándolo primero como algo relativo y luego, como algo confuso.

Sus principios
Pero mientras que en el universo intelectual los ataques que ponen a prueba las teorías son necesarios, los golpes que reciben las ideas por razones políticas rara vez traen consecuencias benéficas.

El principio de incertidumbre de Heisenberg sobrevivió a las críticas y finalmente fue adoptado por casi todos en la comunidad de física.

Sin embargo, el surgimiento del "archinacionalista" (mejor nazi) Adolf Hitler en Alemania marcó el comienzo de una impactante supresión de la investigación científica y el conocimiento.

Incluso desde antes de que llegara al poder, la "nueva física", aquella de la relatividad y la incertidumbre, fue vinculada a la impureza y el judaísmo, y los científicos alemanes hostiles a ella exigían una física "aria".

Como explica el Bohr imaginado por Frayn...

"Los alemanes se opusieron sistemáticamente a la física teórica. ¿Por qué? Porque la mayoría de los que trabajaban en ese campo eran judíos.

"¿Y por qué tantos eran judíos? Porque la física teórica, la física que le interesaba a Einstein, a Schrödinger, a Pauli y a nosotros dos, siempre fue considerada inferior a la física experimental en Alemania, y las cátedras teóricas eran las únicas a las que podían acceder los judíos".

Efectivamente, el antisemitismo europeo no empezó con Hitler, ni lo esperó para manifestarse en el mundo científico, pero cuando empezó a amasar poder y, más aún, cuando lo alcanzó, en 1933, aprovechó ese terreno ya arado.

Los nazis pronto le prohibieron a todos los judíos trabajar para el Estado alemán (y, más tarde, los ocupados) o en capacidades profesionales como profesores universitarios, provocando un éxodo del mayor talento científico del mundo hacia naciones receptivas.

Heisenberg no se unió al partido nazi, y fue inicialmente calificado de simpatizante judío por su adhesión a la "física judía" de Einstein y Niels Bohr.

Sin embargo, era un nacionalista alemán dedicado. Participó en los ejercicios militares de su unidad de reserva.

Patriótico, se aferró a la idea de que podía ayudar a su tierra natal. Y creyó que Hitler podría no ser tan malo como parecía.

Por eso se negó a abandonar Alemania como una protesta simbólica contra el régimen nazi y su actitud hacia la investigación científica, desoyendo las súplicas de sus colegas internacionales.

El fin
Irónicamente, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, el régimen nazi empezó a valorar los posibles usos de esa física que tanto despreciaba por encima de la ideología.

Lise Meitner, una de las judías que tuvieron que huir de los nazis, siguió colaborando a distancia con el químico Otto Hahn, quien le enviaba información sobre sus experimentos con el elemento uranio.

En la Navidad de 1938, mientras estaba en Suecia, Meitner y su sobrino Otto Frisch analizaron los datos y confirmaron que se había producido una fisión nuclear.

Le entregaron la información a Niels Bohr, quien la llevó a Estados Unidos, y en enero de 1939, en una conferencia de física en la Universidad George Washington, se anunció públicamente que la posibilidad de dividir el átomo y liberar cantidades incalculables de energía a través de la fisión nuclear estaba ahora al alcance.

Teóricamente era posible construir una bomba atómica.
En abril de 1939 se estableció el primer "Uranverein" o "Club de Uranio" alemán, y el día que Alemania lanzó la invasión de Polonia, la Oficina de Artillería del ejército alemán se hizo cargo del proyecto de energía nuclear para explorar posibles aplicaciones militares.

Ese segundo Uranverein era un secreto militar y de Estado. Su principal teórico era Heisenberg. Y lo seguía siendo cuando visitó a Bohr en 1941.

Cuál era su fin es algo que hasta el día de hoy, físicos e historiadores de la física siguen debatiendo, a pesar de que se han escrito miles de páginas acerca del tema.

Durante muchos años, se consideró como una de las mejores fuentes una carta que Heisenberg le escribió al autor Robert Jungk, de la cual aparecen fragmentos en el libro "Más brillante que mil soles: una historia personal de los científicos atómicos".

Heisenberg explicaba que su intención era convencer a los científicos nucleares de ambos lados en guerra de impedir el desarrollo de una bomba atómica diciéndole a los dirigentes de sus países que las dificultades técnicas y económicas hacían que fuera imposible en el futuro inmediato.

Según el físico alemán, lo que pretendía era informarle a Bohr que los nazis sabían que la fisión nuclear era posible, pero que él estaba en posición de neutralizar ese esfuerzo. Afirmó que lo que quería era que Bohr convenciera a los científicos aliados de que hicieran lo mismo.

Con un acuerdo tácito, la comunidad internacional de física podía cooperar para salvar al mundo de esta arma horrible.

Niels Bohr siempre contradijo esa versión de la reunión.

Y en 2002, reaccionando a una nueva ronda de debates académicos sobre la misteriosa reunión desencadenada por la presentación de la obra de Frayn en 1998, la familia de Bohr publicó varias cartas que él le había escrito, pero no enviado, a Heisenberg.

En ellas, Bohr contaba una historia diferente: durante toda la visita de Heisenberg había sentido que el hombre más joven se jactaba no solo de la próxima victoria de Alemania, sino también de su capacidad para construir una bomba atómica en el futuro cercano.

Afirmó que la intención de Heisenberg era convencerlo de ayudar a los alemanes, enfatizando la probabilidad de la victoria alemana. Peor aún, que había tratado de deshonrarlo intentando que divulgara información sobre el esfuerzo nuclear aliado.

Una versión pinta a Heisenberg como un héroe que trató de salvar al mundo de la pesadilla atómica; la otra, un villano que quiso aprovecharse de un amigo para garantizar la victoria de la Alemania hitleriana.

¿Malentendió Bohr a Heisenberg? ¿O cometió Heisenberg un grave error y luego mintió para reivindicarse?

¿Será que los nazis no lograron hacer una bomba atómica porque Heisenberg frustró deliberadamente el proyecto o porque sencillamente, a pesar de sus esfuerzos, él no supo cómo completarlo?

Nunca lo sabremos.

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52374330