Muchas personas ansían la fama, otras la alcanzan por partida doble. Éste es el caso del profesor Roy J. Glauber (New York 1925), que sigue activo en su cátedra en el Departamento de Física de la Universidad de Harvard. El primer mérito de Glauber es que fue él quien consiguió comprender, en 1963, por qué la luz de un láser es tan especial, por qué se comporta de una forma tan diferente a la luz de una bombilla o a los rayos del sol. Glauber fue el primero en entender que los fotones obedecen las leyes de la mecánica cuántica y que, gracias a ello, pueden comportarse colectivamente de forma coherente. Aquella magnífica contribución, la teoría cuántica de la coherencia óptica, le valió a Glauber el premio Nobel de Física de 2005.
Pero el profesor Glauber merece ser célebre a día de hoy por otro hecho incontestable. Él es -ni más ni menos- el último científico vivo que participó en la construcción de la primera bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial. Las palabras de Glauber son la última voz que ostenta la autoridad moral de narrar de forma directa, sin reinterpretaciones históricas posteriores de terceros, la evolución del proyecto científico que cambió el mundo. Él es el último testigo no sólo del proceso entero, sino de la vida de todos sus protagonistas.
Nuestras charlas con Glauber se han traducido en un documental que hemos titulado That's the story (Esa es la historia), porque así nos lo dijo él. Gracias a la colaboración del Archivo de Los Álamos, el documental cuenta con imágenes de la vida diaria en el laboratorio que fueron desclasificadas recientemente y que ven la luz por primera vez.
La historia de Glauber se remonta a 1943, cuando a la edad de 18 años fue captado para trabajar en un proyecto secreto en Los Álamos, cerca de Santa Fe, Nuevo México. Poco antes, en 1941, el presidente Roosevelt había aprobado un programa secreto de alta prioridad para crear una nueva arma, de potencia impredecible. Aquel esfuerzo recibió el nombre de Manhattan Engineering District (abreviado a Proyecto Manhattan) y se nombró al general Leslie Groves como su director. Éste, a su vez, nombró a J. Robert Oppenheimer como director científico del proyecto. Ambos decidieron concentrar a los mejores científicos de aquel momento en el laboratorio de Los Álamos.
La idea directriz del Proyecto Manhattan consistía en aprovechar una reacción de fisión nuclear en cadena. Nadie sabía a ciencia cierta si los problemas técnicos harían viable la construcción de una bomba. Pero la posibilidad de que la fisión nuclear pudiera ser aprovechada por el bando alemán hacía perentorio el desarrollo de un programa de investigación fuertemente financiado. A día de hoy sabemos cómo evolucionó el proyecto. La primera explosión de una bomba atómica se realizó en julio de 1945 en el desierto de Alamogordo. Aquel ensayo recibió el mítico nombre de Trinity. Veintiún días después, Estados Unidos lanzó dos bombas atómicas que destruyeron Hiroshima y Nagasaki. La devastación de estas ciudades y la consiguiente masacre con cientos de miles de personas fallecidas aceleraron la rendición de Japón. Se inició, así, la guerra fría entre Estados Unidos y la URSS, cuyas consecuencias todavía vivimos 70 años después.
Glauber se unió al laboratorio de Los Álamos cuando todavía cursaba tercero de la licenciatura de Física (¡y, a la par, varios cursos de doctorado!). Él justifica su fichaje por el proyecto con la frase: “Había escasez de talento en los Estados Unidos”. Efectivamente, muchos estudiantes y profesores se habían unido a las fuerzas armadas y luchaban en los distintos frentes hasta el punto que Harvard superaba las 10.000 bajas entre los miembros de su comunidad. Por otra parte, otros muchos científicos se habían sumado a proyectos militares de diversa índole. No era fácil, pues, hallar jóvenes de manifiesto potencial intelectual. Glauber sí tenía el talento necesario.
De la noche a la mañana, el laboratorio de Los Álamos se convirtió en un experimento social en sí mismo. Oppenheimer trataba de reunir en un único lugar a la mayor cantidad de cerebros del planeta. Y así fue como, perdidos en el medio de la nada, fueron a trabajar físicos de la talla de Hans Bethe (Nobel en 1967), Richard Feynman (Nobel en 1965), Norman F. Ramsey (Nobel en 1989), Victor Weisskopf, Eduard Teller y un largo etcétera. También visitaron Los Álamos con frecuencia otros científicos no menos notables como Niels Bohr (Nobel en 1922), Enrico Fermi (Nobel en 1938) o Isodor Isaac Rabi (Nobel en 1944). Los Álamos fue, sin duda alguna, el mayor centro de inteligencia de la tierra...
Fuente: http://cultura.elpais.com/cultura/2015/03/12/babelia/1426163621_568548.html
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martes, 17 de marzo de 2015
viernes, 8 de agosto de 2014
lunes, 6 de agosto de 2012
Hoy se recuerda la explosión de la primera bomba atómica en la ciudad japonesa de Hiroshima
En la sombra de Hiroshima
El 6 de agosto, aniversario de Hiroshima, debería ser un día de reflexión sombría, no sólo acerca de los sucesos terribles de esa fecha en 1945, sino también sobre lo que revelaron: que los seres humanos, en su dedicada búsqueda de medios para aumentar su capacidad de destrucción, finalmente habían logrado encontrar una forma de acercarse al límite final.
Los actos en memoria de ese día tienen un significado especial este año. Tienen lugar poco antes del 50 aniversario del momento más peligroso en la historia humana, en palabras de Arthur M. Schlesinger Jr, historiador y asesor de John F. Kennedy, al referirse a la crisis de los misiles cubanos. Graham Allison escribe en la edición actual de Foreign Affairs que Kennedy ordenó acciones que él sabía aumentarían el riesgo no sólo de una guerra convencional, sino también de un enfrentamiento nuclear, con una probabilidad que él creía de quizá 50 por ciento, cálculo que Allison considera realista. Kennedy declaró una alerta nuclear de alto nivel que autorizaba a aviones de la OTAN, tripulados por pilotos turcos (u otros), a despegar, volar a Moscú y dejar caer una bomba. Nadie estuvo más asombrado por el descubrimiento de los misiles en Cuba que los hombres encargados de misiles similares que Estados Unidos había emplazado clandestinamente en Okinawa seis meses antes, seguramente apuntados hacia China, en momentos de creciente tensión.
Kennedy llevó al presidente soviético Nikita Krushov hasta el borde mismo de la guerra nuclear y él se asomó desde el borde y no tuvo estómago para eso, según el general David Burchinal, en ese entonces alto oficial del personal de planeación del Pentágono. Uno no puede contar siempre con tal cordura. Krushov aceptó una fórmula planteada por Kennedy poniendo fin a la crisis que estaba a punto de convertirse en guerra. El elemento más audaz de la fórmula, escribe Allison, era una concesión secreta que prometía la retirada de los misiles estadunidenses en Turquía en un plazo de seis meses después de que la crisis quedara conjurada. Se trataba de misiles obsoletos que estaban siendo remplazados por submarinos Polaris, mucho más letales.
En pocas palabras, incluso corriendo el alto riesgo de una guerra de inimaginable destrucción, se consideró necesario reforzar el principio de que Estados Unidos tiene el derecho unilateral de emplazar misiles nucleares en cualquier parte, algunos apuntando a China o a las fronteras de Rusia, que previamente no había colocado misiles fuera de la URSS. Se han ofrecido justificaciones, por supuesto, pero no creo que soporten un análisis... Noam Chomsky.
Leer más aquí.
El 6 de agosto, aniversario de Hiroshima, debería ser un día de reflexión sombría, no sólo acerca de los sucesos terribles de esa fecha en 1945, sino también sobre lo que revelaron: que los seres humanos, en su dedicada búsqueda de medios para aumentar su capacidad de destrucción, finalmente habían logrado encontrar una forma de acercarse al límite final.
Los actos en memoria de ese día tienen un significado especial este año. Tienen lugar poco antes del 50 aniversario del momento más peligroso en la historia humana, en palabras de Arthur M. Schlesinger Jr, historiador y asesor de John F. Kennedy, al referirse a la crisis de los misiles cubanos. Graham Allison escribe en la edición actual de Foreign Affairs que Kennedy ordenó acciones que él sabía aumentarían el riesgo no sólo de una guerra convencional, sino también de un enfrentamiento nuclear, con una probabilidad que él creía de quizá 50 por ciento, cálculo que Allison considera realista. Kennedy declaró una alerta nuclear de alto nivel que autorizaba a aviones de la OTAN, tripulados por pilotos turcos (u otros), a despegar, volar a Moscú y dejar caer una bomba. Nadie estuvo más asombrado por el descubrimiento de los misiles en Cuba que los hombres encargados de misiles similares que Estados Unidos había emplazado clandestinamente en Okinawa seis meses antes, seguramente apuntados hacia China, en momentos de creciente tensión.
Kennedy llevó al presidente soviético Nikita Krushov hasta el borde mismo de la guerra nuclear y él se asomó desde el borde y no tuvo estómago para eso, según el general David Burchinal, en ese entonces alto oficial del personal de planeación del Pentágono. Uno no puede contar siempre con tal cordura. Krushov aceptó una fórmula planteada por Kennedy poniendo fin a la crisis que estaba a punto de convertirse en guerra. El elemento más audaz de la fórmula, escribe Allison, era una concesión secreta que prometía la retirada de los misiles estadunidenses en Turquía en un plazo de seis meses después de que la crisis quedara conjurada. Se trataba de misiles obsoletos que estaban siendo remplazados por submarinos Polaris, mucho más letales.
En pocas palabras, incluso corriendo el alto riesgo de una guerra de inimaginable destrucción, se consideró necesario reforzar el principio de que Estados Unidos tiene el derecho unilateral de emplazar misiles nucleares en cualquier parte, algunos apuntando a China o a las fronteras de Rusia, que previamente no había colocado misiles fuera de la URSS. Se han ofrecido justificaciones, por supuesto, pero no creo que soporten un análisis... Noam Chomsky.
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lunes, 9 de agosto de 2010
Hoy, 9 de agosto, se cumplen 65 años de la bomba atomica lanzada sobre Nagasaki
El espíritu del rechazo a las pruebas nucleares es el espíritu de la ignorancia. Estoy encantado de violarlo. No creo que lo estemos violando lo suficiente. Edward Teller (1)A 65 años de los únicos bombardeos nucleares de la historia Hiroshima y Nagasaki, omnipresentes
Hasta el 6 de agosto de 1945, la amenaza nuclear era todavía una abstracción. Después de la devastación provocada en Hiroshima y Nagasaki por la explosión de una bomba de uranio y otra de plutonio respectivamente, esas dos ciudades japonesas pasaron a ser símbolos del horror, de las consecuencias de las verdaderas armas de destrucción masiva. Hoy un puñado de países controla 22.000 cabezas nucleares...
A las 02.15 horas del 6 de agosto de 1945, los 12 miembros de la tripulación del poderoso bombardero B-29 Enola Gay partían de la isla de Tiniaii, en el Pacífico, a 2.500 kilómetros al sureste de Tokio, en busca de su objetivo. Las opciones eran Nagasaki, Kotura o Hiroshima, y se decidiría en vuelo en función del análisis metereológico que hiciera el avión de reconocimiento que había partido tres cuartos de hora antes. Sólo el coronel Paul Tebbits, comandante del Enola Gay, conocía que transportaban una bomba atómica. Se sabían importantes, habían sido elegidos para una misión histórica, ordenada por el propio presidente Harry S.Truman. Este mandatario del Partido Demócrata había sustituido poco antes del ataque en el cargo al fallecido Benjamin Delano Roosevelt.
En su carácter de vicepresidente, había previsto con Roosevelt usar la bomba contra Berlín, pero el derrumbe del nazismo se produjo antes de que pudieran terminarla. Japón sería elegido como objetivo sustituto de Alemania. EEUU sabía que con ello no sólo obligaría a capitular al imperio nipón, sino que lanzaba una clara advertencia a la URSS , cuando ya se avecinaba el reparto de buena parte del mundo entre las dos potencias.
Roosevelt y Truman desoyeron la opinión de científicos como Albert Einstein de que no se utilizara ...la bomba nuclear...
Y llegó el Día H.
El Enola Gay -Tibbets, el comandante del B-29 grabó el nombre de su madre en el fuselaje— iniciaba su misión llevando en sus entrañas a Little Boy (muchacho), la bomba de 4.000 kilogramos con un núcleo de uranio enriquecido, de tres metros de longitud y 70 centímetros de diámetro...
En su diario (que en 1971 vendió orgulloso por 37.000 dólares), el copiloto, Robert Lewis, recordaba cuan escuetamente el comandante les anunció finalmente el objetivo en vuelo: “07.24 horas. Tibbets conecta el intercomunicador para hablar con la tripulación. Sólo dice dos palabras: Es Hiroshima; 08.14.
El coronel nos ordena que nos coloquemos las gafas especiales Polaroid contra el fogonazo; 08.15, las compuertas del compartimento de bombas del Enola Gay se abrieron y la primera bomba atómica se libera del anclaje».
Lewis prosiguió con sus anotaciones: «08.16. A los 43 segundos del lanzamiento y tras casi seis millas de caída, la bomba detonó sobre Hiroshima».
Según Truman, el objetivo fue una base militar japonesa. En realidad, la bomba, amarrada por tres paracaídas especiales, explosionó a 500 metros del suelo, en pleno centro de Hiroshima, una ciudad que tenía 250.000 habitantes.
“Un punto de luz purpúrea se expande hasta convertirse en una enorme y cegadora bola de fuego”, escribió Lewis. “La temperatura del núcleo es de 50 millones de grados. A bordo del avión, nadie dice nada. Casi podía saborear el fulgor de la explosión, tenía el sabor del plomo. La cabina de vuelo se iluminó con una extraña luz. Era como asomarse al infierno. A continuación llegó la onda de choque, una masa de aire tan comprimida que parecía sólido. Cuando la onda de choque alcanzó el avión, Tibbets y yo nos aferramos a los mandos. (…) El hongo alcanza una milla de altura y su base es un caldero burbujeante, un hervidero de llamas. La ciudad debe de estar debajo de eso”.
«Sólo fue otro trabajo más”, diría Lewis. “Hicimos de este mundo un lugar más seguro. Desde entonces nadie ha osado lanzar otra bomba atómica. Desearía ser recordado como el hombre que contribuyó a hacerlo posible”.
En Hiroshima las cosas se vivieron de una manera muy distinta. La onda expansiva, con sus 6.000 grados de temperatura, calcinó a más de 70.000 personas de forma inmediata. Los edificios y árboles quedaron carbonizados en 120 kilómetros a la redonda. La lluvia radiactiva despedida por el hongo atómico mató en las horas posteriores a varios miles de personas más, dejando también miles de heridos y mutilados. El uranio enriquecido acababa con los glóbulos blancos. Antes de que finalizara 1945 habían muerto ya 140.000 habitantes de Hiroshima. Con los años decenas de miles de más morirían de cáncer y miles de niños nacerían con graves deformaciones.
... el presidente Truman... tres días después ordenaba repetir la experiencia en Nagasaki. A las 11.02 horas, otro bombardero B-29, el Bockscar, arrojaba sobre esa ciudad una bomba con núcleo de plutonio. Cuarenta mil personas murieron de inmediato. Miles más morirían posteriormente. Miles de niños nacerían con malformaciones.
Los poco más de 200.000 supervientes de esos genocidios, los hibakusha, que sufrieron graves deformaciones, deterioro genético y cáncer, esperan todavía que EEUU se disculpe por ese genocidio. Nunca lo hizo.
Por primera vez, el pasado viernes 6, al celebrarse los actos por el 65º aniversario del ataque contra Hiroshima, asistió un representante norteamericano, el cónsul; y por primera vez también, asistió el secretario general de la ONU. (artículo de Roberto Montoya) Ver aquí sobre el mito de "la guerra buena" de Jacques Pauwels.
sábado, 19 de junio de 2010
100 años de Fermi y Heisenberg. En bandos contrarios debido a la emergencia de la Alemania nazi, ambos se enfrentaron al reto de la energía nuclear.
Se celebra este año el centenario del nacimiento de dos de los más grandes físicos de la historia, el alemán Werner Heisenberg y el italiano (posteriormente estadounidense) Enrico Fermi. Físicos que, en unión de Einstein, forman la trilogía de los más influyentes no sólo en la ciencia, sino en todo el tejido social del siglo XX.
Se celebra este año el centenario del nacimiento de dos de los más grandes físicos de la historia, el alemán Werner Heisenberg y el italiano (posteriormente estadounidense) Enrico Fermi. Físicos que, en unión de Einstein, forman la trilogía de los más influyentes no sólo en la ciencia, sino en todo el tejido social del siglo XX.
Heisenberg fue el principal creador de la mecánica cuántica, la mayor revolución intelectual de la física desde Galileo y Newton; y Fermi contribuyó de forma decisiva a su desarrollo. Pero, además de esto, los azares de la historia hacen que ambos participaran, simultáneamente, en uno de los desarrollos que han marcado la segunda mitad del siglo XX: el de la energía nuclear. Fermi, en primer lugar en Roma y, a partir de 1938, en el exitoso programa nuclear americano; y Heisenberg en el fallido de la Alemania nazi. Me referiré exclusivamente a esta faceta de ambos.
En el proceso de resolución del rompecabezas nuclear dos piezas clave fueron el italiano Fermi (que produjo las primeras fisiones nucleares) y los radioquímicos alemanes Otto Hahn, Fritz Strassman y Lisa Meitner y Otto Frisch (los últimos, de hecho austríacos, fueron los que explicaron el fenómeno). Resulta irónico que, todos ellos ciudadanos de países del eje, fueran obligados a exiliarse por el fanatismo antijudío de Hitler. Meitner y Fritsch, judíos, realizaron su descubrimiento en Suecia, y Fermi, cuya esposa era de origen judío, también se exilió, en 1938, al quedar claro que la alianza de Hitler con Mussolini les ponía en peligro.
Fermi fue quien primero se dio cuenta de la importancia de utilizar neutrones de poca energía (conocidos como neutrones térmicos) para penetrar en el interior de los núcleos, a partir de 1934, y quien realizase la irradiación sistemática de los elementos de la tabla periódica. No es casualidad que fuese Fermi quien realizó este descubrimiento y quien primero comprendió su significado: si no se le ocurría una teoría para progresar en el conocimiento de la naturaleza física, hacía los experimentos que le permitieran avanzar en este conocimiento; y si en el experimento le faltaba un aparato, lo fabricaba él mismo. Además, después de realizar el experimento, Fermi pasaba a un estudio teórico de los resultados encontrados, con lo que su capacidad para comprender rápidamente nuevos fenómenos era extraordinaria. En los años treinta se concentró en el estudio experimental del núcleo atómico: el grupo de Roma se dedicó a irradiar con neutrones todos los elementos conocidos. Las medidas obtenidas con esto, y los cálculos teóricos resultantes fueron esenciales en el desarrollo posterior de los reactores.
Los puntos clave que llevan a la utilización de la fisión nuclear son, primero, que al golpear núcleos de uranio con neutrones éstos se rompen y se genera una enorme cantidad de energía; y segundo, que se liberan mas neutrones de los que iniciaron la reacción. Los problemas son que sólo un isótopo (variedad) del uranio, el U-235, produce suficientes neutrones para obtener una reacción autosostenida; pero este isótopo se encuentra en ínfimas cantidades en la naturaleza. El segundo y el tercer problema para construir un reactor nuclear son: cómo frenar los neutrones (dado que únicamente los lentos reaccionarán antes de abandonar el material) y cómo controlar el proceso. Debido a que sólo un isótopo de uranio produce suficientes neutrones, era necesario enriquecer la mezcla de uranio, aumentando la proporción de isótopo U-235 (para una bomba necesitamos U-235 casi puro, o plutonio, obtenido éste en un reactor) y avanzar en la investigación con una mezcla de empirismo experimental y cálculos teóricos. Éstos últimos eran extraordinariamente complejos.
Reacción sostenida
En diciembre de 1972 Fermi consiguió, en los sótanos de la Universidad de Chicago, una reacción nuclear sostenida en una pila de capas de uranio y grafito (que frenaba a los neutrones), controladas por barras de cadmio que absorbían neutrones y, por lo tanto permitían el manejo de la reacción, en un delicado equilibrio. Hay pocas dudas de que la pericia de Fermi ahorró a los americanos años de difícil experimentación, y más de un fracaso. Como ejemplo, la primera explosión de una bomba atómica en Nevada, el 16 de julio de 1945, demostró que los cálculos teóricos de su potencia estaban equivocados casi en un factor 10. Sin la experiencia conseguida con el manejo del reactor los errores hubieran sido mucho mayores y habrían, tal vez, hecho imposible construir un ingenio explosivo.
Frente a la capacidad tanto teórica como experimental de Fermi, y el soberbio plantel de científicos reunidos en el proyecto norteamericano, al grupo alemán era muy inferior. Heisenberg, teórico de principio a fin, tuvo serios problemas incluso a la hora de obtener el título de doctor. Esto incluía, en Alemania, un examen de física del candidato: examen en el que Heisenberg mostró un desconocimiento total de todo lo que no fuese la más pura teoría. Wilhelm Wien, que estaba en el tribunal, era partidario de suspenderle, pero, aparentemente, Arnold Sommerfeld le convenció del error que sería no pasar a una persona tan brillante. Finalmente Heisenberg recibió su doctorado, pero con la calificación más baja posible.
Es probable que este desinterés de Heisenberg por la experimentación fuera una más de las causas del fracaso del programa alemán de fisión nuclear, encomendado al grupo dirigido por él, el cual, intentando bajo su recomendación utilizar agua pesada, muy escasa y difícil de producir (en lugar de grafito, como el grupo de Fermi), y con un importante desconocimiento de secciones eficaces y ritmos de producción de neutrones, no pasó de construir prototipos de laboratorio, ninguno de los cuales funcionó. No es extraña la reacción de Walther Gerlach cuando se enteró de que los norteamericanos habían hecho estallar las bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki. Dirigiéndose al grupo (que incluía a Heisenberg) de científicos atómicos alemanes recluidos con él en la granja de Farm Hill, donde los aliados les llevaron al final de la guerra en Alemania, les espetó: '¡Si esto es cierto, ustedes son unos incompetentes!'
Efectivamente, lo eran; excepto el propio Gerlach, y Heisenberg, uno de los teóricos más brillantes del siglo, pero con serias carencias como experimentador.
Queda la pregunta de si los germanos podrían haber construido una bomba atómica si no hubiesen espantado a sus mejores científicos. La respuesta es: muy probablemente no. Y ello debido a la cuestión económica. Después del fin de la guerra, dos misiones norteamericanas se desplazaron a Alemania y a Japón con el fin de, entre otras cosas, estudiar la situación económica de estos países antes, durante y después de la guerra. El conocido economista John K. Galbraith fue parte de ambas, y cuenta algunos resultados en su autobiografía. La economía alemana, según estos estudios, superaba a la británica en un 30%, aunque estaba muy mal gestionada. El esfuerzo de guerra era tal que no quedaban recursos, en ninguno de estos dos paises, para dedicarlos a una incierta investigación nuclear: Gran Bretaña la abandonó completamente en 1943, al darse cuenta de lo costoso del programa y lo aleatorio de sus resultados. Los proyectos alemanes nunca tuvieron una financiación suficiente, ni de lejos. Únicamente los Estados Unidos, con un producto bruto que casi duplicaba al alemán (y que era diez veces superior al japonés) pudo permitirse el lujo de mantener una guerra con las dos, Alemania y Japón, y, además, en plena guerra, en 1944, gastar el billón de dólares que el proyecto Manhattan (nombre en clave del programa nuclear americano) consumía al año en una empresa cuya factibilidad no estaba garantizada.
La Unión Soviética consiguió resolver el problema de la utilización bélica de la energía nuclear en 1948: indudablemente, el saber que esta utilización era posible, y conocer los métodos empleados por los norteamericanos ayudó enormemente al programa nuclear soviético. Francia (uno de cuyos científicos, Frédéric Joliot, fue quien primero midió flujos de neutrones y consideró la posibilidad de producir reacciones en cadena) y Gran Bretaña hubieran podido fabricar ingenios autóctonos en las mismas fechas, si hubieran dedicado a tal fin el mismo esfuerzo que los rusos; al no hacerlo, retrasaron su incorporación al club. Sin embargo, tanto Francia como Gran Bretaña construyeron reactores nucleares experimentales ya en 1948 y Canadá, aunque con ayuda de científicos franceses y británicos, se les adelantó con un reactor, que utilizaba agua pesada como moderador, en 1945.
El ejemplo de Canadá pone claramente de manifiesto la falta de altura de los científicos que se alinearon con el III Reich. Es cierto que Alemania, como se ha dicho, no hubiese podido fabricar una bomba atómica, para lo que le faltaban los recursos económicos que requería la producción de plutonio en reactores o la separación masiva del U-235; pero si el grupo germano hubiese sido de mayor altura científica, en especial en la vertiente experimental y fenomenológica, podrían, muy probablemente, haber conseguido que funcionase un reactor de agua pesada antes que los canadienses. Pero los Bethe, Meitner, Frisch y tantos otros se habían marchado.
https://elpais.com/diario/2001/10/10/futuro/1002664801_850215.html
Se celebra este año el centenario del nacimiento de dos de los más grandes físicos de la historia, el alemán Werner Heisenberg y el italiano (posteriormente estadounidense) Enrico Fermi. Físicos que, en unión de Einstein, forman la trilogía de los más influyentes no sólo en la ciencia, sino en todo el tejido social del siglo XX.
Heisenberg fue el principal creador de la mecánica cuántica, la mayor revolución intelectual de la física desde Galileo y Newton; y Fermi contribuyó de forma decisiva a su desarrollo. Pero, además de esto, los azares de la historia hacen que ambos participaran, simultáneamente, en uno de los desarrollos que han marcado la segunda mitad del siglo XX: el de la energía nuclear. Fermi, en primer lugar en Roma y, a partir de 1938, en el exitoso programa nuclear americano; y Heisenberg en el fallido de la Alemania nazi. Me referiré exclusivamente a esta faceta de ambos.
En el proceso de resolución del rompecabezas nuclear dos piezas clave fueron el italiano Fermi (que produjo las primeras fisiones nucleares) y los radioquímicos alemanes Otto Hahn, Fritz Strassman y Lisa Meitner y Otto Frisch (los últimos, de hecho austríacos, fueron los que explicaron el fenómeno). Resulta irónico que, todos ellos ciudadanos de países del eje, fueran obligados a exiliarse por el fanatismo antijudío de Hitler. Meitner y Fritsch, judíos, realizaron su descubrimiento en Suecia, y Fermi, cuya esposa era de origen judío, también se exilió, en 1938, al quedar claro que la alianza de Hitler con Mussolini les ponía en peligro.
Fermi fue quien primero se dio cuenta de la importancia de utilizar neutrones de poca energía (conocidos como neutrones térmicos) para penetrar en el interior de los núcleos, a partir de 1934, y quien realizase la irradiación sistemática de los elementos de la tabla periódica. No es casualidad que fuese Fermi quien realizó este descubrimiento y quien primero comprendió su significado: si no se le ocurría una teoría para progresar en el conocimiento de la naturaleza física, hacía los experimentos que le permitieran avanzar en este conocimiento; y si en el experimento le faltaba un aparato, lo fabricaba él mismo. Además, después de realizar el experimento, Fermi pasaba a un estudio teórico de los resultados encontrados, con lo que su capacidad para comprender rápidamente nuevos fenómenos era extraordinaria. En los años treinta se concentró en el estudio experimental del núcleo atómico: el grupo de Roma se dedicó a irradiar con neutrones todos los elementos conocidos. Las medidas obtenidas con esto, y los cálculos teóricos resultantes fueron esenciales en el desarrollo posterior de los reactores.
Los puntos clave que llevan a la utilización de la fisión nuclear son, primero, que al golpear núcleos de uranio con neutrones éstos se rompen y se genera una enorme cantidad de energía; y segundo, que se liberan mas neutrones de los que iniciaron la reacción. Los problemas son que sólo un isótopo (variedad) del uranio, el U-235, produce suficientes neutrones para obtener una reacción autosostenida; pero este isótopo se encuentra en ínfimas cantidades en la naturaleza. El segundo y el tercer problema para construir un reactor nuclear son: cómo frenar los neutrones (dado que únicamente los lentos reaccionarán antes de abandonar el material) y cómo controlar el proceso. Debido a que sólo un isótopo de uranio produce suficientes neutrones, era necesario enriquecer la mezcla de uranio, aumentando la proporción de isótopo U-235 (para una bomba necesitamos U-235 casi puro, o plutonio, obtenido éste en un reactor) y avanzar en la investigación con una mezcla de empirismo experimental y cálculos teóricos. Éstos últimos eran extraordinariamente complejos.
Reacción sostenida
En diciembre de 1972 Fermi consiguió, en los sótanos de la Universidad de Chicago, una reacción nuclear sostenida en una pila de capas de uranio y grafito (que frenaba a los neutrones), controladas por barras de cadmio que absorbían neutrones y, por lo tanto permitían el manejo de la reacción, en un delicado equilibrio. Hay pocas dudas de que la pericia de Fermi ahorró a los americanos años de difícil experimentación, y más de un fracaso. Como ejemplo, la primera explosión de una bomba atómica en Nevada, el 16 de julio de 1945, demostró que los cálculos teóricos de su potencia estaban equivocados casi en un factor 10. Sin la experiencia conseguida con el manejo del reactor los errores hubieran sido mucho mayores y habrían, tal vez, hecho imposible construir un ingenio explosivo.
Frente a la capacidad tanto teórica como experimental de Fermi, y el soberbio plantel de científicos reunidos en el proyecto norteamericano, al grupo alemán era muy inferior. Heisenberg, teórico de principio a fin, tuvo serios problemas incluso a la hora de obtener el título de doctor. Esto incluía, en Alemania, un examen de física del candidato: examen en el que Heisenberg mostró un desconocimiento total de todo lo que no fuese la más pura teoría. Wilhelm Wien, que estaba en el tribunal, era partidario de suspenderle, pero, aparentemente, Arnold Sommerfeld le convenció del error que sería no pasar a una persona tan brillante. Finalmente Heisenberg recibió su doctorado, pero con la calificación más baja posible.
Es probable que este desinterés de Heisenberg por la experimentación fuera una más de las causas del fracaso del programa alemán de fisión nuclear, encomendado al grupo dirigido por él, el cual, intentando bajo su recomendación utilizar agua pesada, muy escasa y difícil de producir (en lugar de grafito, como el grupo de Fermi), y con un importante desconocimiento de secciones eficaces y ritmos de producción de neutrones, no pasó de construir prototipos de laboratorio, ninguno de los cuales funcionó. No es extraña la reacción de Walther Gerlach cuando se enteró de que los norteamericanos habían hecho estallar las bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki. Dirigiéndose al grupo (que incluía a Heisenberg) de científicos atómicos alemanes recluidos con él en la granja de Farm Hill, donde los aliados les llevaron al final de la guerra en Alemania, les espetó: '¡Si esto es cierto, ustedes son unos incompetentes!'
Efectivamente, lo eran; excepto el propio Gerlach, y Heisenberg, uno de los teóricos más brillantes del siglo, pero con serias carencias como experimentador.
Queda la pregunta de si los germanos podrían haber construido una bomba atómica si no hubiesen espantado a sus mejores científicos. La respuesta es: muy probablemente no. Y ello debido a la cuestión económica. Después del fin de la guerra, dos misiones norteamericanas se desplazaron a Alemania y a Japón con el fin de, entre otras cosas, estudiar la situación económica de estos países antes, durante y después de la guerra. El conocido economista John K. Galbraith fue parte de ambas, y cuenta algunos resultados en su autobiografía. La economía alemana, según estos estudios, superaba a la británica en un 30%, aunque estaba muy mal gestionada. El esfuerzo de guerra era tal que no quedaban recursos, en ninguno de estos dos paises, para dedicarlos a una incierta investigación nuclear: Gran Bretaña la abandonó completamente en 1943, al darse cuenta de lo costoso del programa y lo aleatorio de sus resultados. Los proyectos alemanes nunca tuvieron una financiación suficiente, ni de lejos. Únicamente los Estados Unidos, con un producto bruto que casi duplicaba al alemán (y que era diez veces superior al japonés) pudo permitirse el lujo de mantener una guerra con las dos, Alemania y Japón, y, además, en plena guerra, en 1944, gastar el billón de dólares que el proyecto Manhattan (nombre en clave del programa nuclear americano) consumía al año en una empresa cuya factibilidad no estaba garantizada.
La Unión Soviética consiguió resolver el problema de la utilización bélica de la energía nuclear en 1948: indudablemente, el saber que esta utilización era posible, y conocer los métodos empleados por los norteamericanos ayudó enormemente al programa nuclear soviético. Francia (uno de cuyos científicos, Frédéric Joliot, fue quien primero midió flujos de neutrones y consideró la posibilidad de producir reacciones en cadena) y Gran Bretaña hubieran podido fabricar ingenios autóctonos en las mismas fechas, si hubieran dedicado a tal fin el mismo esfuerzo que los rusos; al no hacerlo, retrasaron su incorporación al club. Sin embargo, tanto Francia como Gran Bretaña construyeron reactores nucleares experimentales ya en 1948 y Canadá, aunque con ayuda de científicos franceses y británicos, se les adelantó con un reactor, que utilizaba agua pesada como moderador, en 1945.
El ejemplo de Canadá pone claramente de manifiesto la falta de altura de los científicos que se alinearon con el III Reich. Es cierto que Alemania, como se ha dicho, no hubiese podido fabricar una bomba atómica, para lo que le faltaban los recursos económicos que requería la producción de plutonio en reactores o la separación masiva del U-235; pero si el grupo germano hubiese sido de mayor altura científica, en especial en la vertiente experimental y fenomenológica, podrían, muy probablemente, haber conseguido que funcionase un reactor de agua pesada antes que los canadienses. Pero los Bethe, Meitner, Frisch y tantos otros se habían marchado.
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