Nacimientos
Hace 250
años…
Johann
Georg Repsold (19 de septiembre de 1770 – 14 de enero de 1830) – Astrónomo
alemán. Repsold estudió ingeniería hidráulica, música,
dibujo y matemáticas. Fue bombero en Hamburgo. En 1802 inició la construcción
de un observatorio privado y colaboró con Schumacher. En 1811 su observatorio
fue destruido por las guerras napoleónicas. En 1825, Repsold construyó otro
Nuevo observatorio, donde fue su director. Murió en un incendio en 1830. Los
gastos de su observatorio fueron absorbidos por el gobierno local y el nuevo
director fue Rumker. El viejo observatorio de Repsold fue demolido y construido
uno nuevo en su lugar, el Observatorio de Hamburgo en 1909. El Cráter lunar y
el Asteroroide 906 Repsold fueron nombrados en su honor.
Hace 150
años…
Jean
Baptiste Perrin (30 de septiembre de 1870 – 17 de abril de 1942) – Físico
francés. Estudió en la Escuela Normal Superior de
París. En 1898 comenzó a trabajar en la Universidad de París, donde fue
profesor hasta 1940. Al caer Francia durante la Segunda Guerra Mundial, se
trasladó a los Estados Unidos, donde colaboró con el Moviemiento Francia Libre.
Su campo principal fue la teoría atómica y la discontinuidad de la materia. En
1895 demostró que los rayos catódicos son partículas con carga eléctrica
negativa. En 1908 se dedicó al estudio
de los coloides o geles (suspensiones de partículas relativamente grandes),
especialmente de la manera en que se mantienen en equilibrio en lugar de
sedimentar bajo la acción de la gravedad. Albert Einstein había publicado en
1905 una explicación teórica del movimiento browniano que Perrin comprobó
experimentalmente, al mismo tiempo que conseguía estimar el tamaño de los
atómos y moléculas y el Número de Avogadro, el número de partículas contenidas
en cierto volumen. Modificó el modelo atómico de Thomson y sugirió por primera
vez que las cargas negativas son externas al núcleo. También explicó la energía
solar como consecuencia de las reacciones termonucleares del hidrógeno. Fue
miembro de las Conferencias Solvay de 1911 y 1927. Recibió el Premio Nobel de
Física por sus trabajos relativos a la
discontinuidad de la materia y por el descubrimiento del equilibrio de
sedimentación.
Hace 125 años…
André
Frédéric Cournand (24 de septiembre de 1895 – 19 de febrero de 1988) – Fisiólogo francés. Estudió en la Universidad de París
y en 1930 se trasladó al Hospital Bellevue de Nueva York para ampliar sus
estudios. En 1941 se nacionalizó estadounidense. Fue profesor de la Universidad
de Columbia y perteneció al Instituto Rockefeller de Nueva York. Especialista
en enfermedades del corazón, en 1941, colaboró con Dickinson Richards en la
mejora de un procedimiento de investigaciones cardíacas inventando en 1929 por
Werner Forssmann, que consiste en la introducción de un cateter por una vena
del codo derecho, que luego se desplaza cuidadosamente hasta llegar al interior
del corazón. En 1956, ganó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por el
desarrollo de técnicas nuevas para el estudio de las enfermedades del
corazón.
Hace 100 años…
Peter
Dennis Mitchell (29 de septiembre de 1920 – 10 de abril de 1992) – Bioquímico británico.
Estudió en la Universidad de Cambridge, donde se doctoró en 1940. Trabajó en el
departamento de bioquímica de dicha universidad de 1943 a 1955 y como director
de la unidad de Química Biológica del Departamento de Zoología en la Universidad
de Edimburgo. Desde 1964 dirigió su propio centro privado, los Laboratorios de
Investigación Glynn, en Cornualles. Existe una molécula que interviene en la
mayor parte de las reacciones que permiten a las células vivas obtener la
energía que necesitan para sus actividades: se llama ATP (trifosfato de
adenosina). Cuando la célula ncesita energía, el ATP pierde un grupo fosfato y
se transforma en ADP (difosfato de adenosina). La reacción contraria (la
fosforilación oxidativa) tiene lugar cuando se obtiene energía química por
medio de la respiración celular, que la célula debe almacenar para utilizarla
cuando sea necesario. Este proceso tiene lugar en los orgánulos celulares
llamados mitocondrias. Hasta los años sesenta nadie había logrado explicar
satisfactoriamente como se realiza esta reacción, sospechándose que en ella
debía intervenir alguan enzima. En 1961, Mitchell propuso la hipótesis
quimiosmótica, que ofrece una respuesta diferente a esta cuestión. De acuerdo a
su teoría, la energía liberada por el transporte de electrones en las
reacciones de óxido-reducción de la respiración celular se utiliza para
bombardear protones (iones de hidrógeno) a través de la membrana de las
mitocondrias. Esto da lugar a la aparición de un gradiente electroquímico en la
membrana, que se equilibra con la reintroducción de los protones por ciertos
puntos de la membrana (sistema ATP sintetasa), donde la energía motriz de los
protones dirige la síntesis del ATP a partir del ADP. Esta teoría fue discutida
durante bastantes años, pero hoy generalmente aceptada. En 1978, Mitchell
obtuvo el premio Nobel de Química por su formulación de la teoría
quimiosmótica. En 1981 ganó la Medalla Copley.
Muertes
Hace 125
años
Louis
Pasteur (27 de diciembre de 1822 – 28 de septiembre de 1895) –
Químico y bacteriólogo
francés. Estudió en el Liceo de Besancon y en la Escuela Normal de París, donde
se doctoró en ciencias en 1847. Fue profesor de química en la Universidad de
Estrasburgo en 1847, decano de la de Lille en 1854 y director de estudios
científicos en la Escuela Normal de París, donde dirigió un laboratorio desde
1867.
De joven, Pasteur no fue un estudiante demasiado
bueno, se interesó primero en la pintura y era pasable en matemáticas. En
química, tuvo notas mediocres y su ambición era hacerse profesor de bellas
artes.
Asistió a las conferencias de Dumas, que le entusiasmaron,
tanto que decidió dedicarse a la química. Al estudiar Pasteur con más interés,
su puesto en las clases subió rápidamente. Después de los años de universidad,
sus primeras investigaciones fueron lo suficiente para demostrar su calidad.
Estas estaban basadas en el ácido tartárico y sustancias relacionadas con él y
cómo afectaban a la luz polarizada (cuya existencia se había explicado por la
teoría de ondas transversales de la luz, popularizada por Fresnel una
generación antes).
Biot había estudiado cómo se desvía el plano de
polarización cuando la luz atravesaba el cuarzo o soluciones de ciertos
compuestos orgánicos. En algunos ejemplos de una sustancia particular, el plano
giraba en dirección de la aguja de un reloj; en otros ejemplos, de la misma sustancia,
el plano giraba en dirección contraria. La razón de esto escapaba a Biot.
En 1848, año en que triunfó la revolución en
Francia, contra el rey Luis Felipe, en donde tomó parte Pasteur del lado de los
revolucionarios, Pasteur estudió los cristales de los tartratos, sustancias que
presentaban la anomália mencionada, al microscopio y encontró que no eran todos
iguales, sino ligeramente asimétricos y algunos de ellos como imágenes de
otros, pareciéndose como un guante de la mano derecha se parece al de la mano
izquierda.
Pasteur había conseguido los cristales de una
solución que no hacía girar el plano de luz polarizada y se preguntó si no
sería porque el efecto de un cristal asimétrico se neutralizaría por el efecto
contrario de su imagen.
Cuidadosamente, con pinzas, Pasteur se las arregló
para separar los cristales en dos montones, que disolvió separadamente y
comprobó que uno de ellos hacía girar el plano de polarización en un sentido y
el otro en sentido contrario, era posible medir el giro fácilmente por el
prisma de Nicol, inventado tres años antes.
Esto fue un descubrimiento revolucionario y que se
necesitaba valor para anunciarlo. Unos cuantos años antes el conocido químico
Mitscherlich había estudiado los cristales de los tartratos y los encontró a
todos idénticos. Pasteur era un químico desconocido de veintiséis años; sin
embargo, anunció el descubrimiento y repitió el experimento delante de Biot, la
autoridad en este campo de mayor edad. Biot se convenció y Pasteur recibió la
Medalla Rumford de la Royal Society por este trabajo.
Pasteur había fundado de este modo la ciencia de la
polarimetría, por la cual, las desviaciones del plano polarizado podían
utilizarse para determinar la estructura de sustancias orgánicas para seguir el
proceso de varias reacciones químicas, etc. Asoció asimetría con “actividad
óptica” en los cristales, pero también se ponía de manifiesto en soluciones
donde no podían existir cristales, donde las moléculas estaban separadas
individualmente. La conclusión más razonable fue que la asimetría existía en
las mismísimas moléculas.
Pasteur vivió lo bastante para ver la estructura
tridimensional de los enlaces de carbono, descubierta por Van´t Hoff y Le Bel,
cosa que después de hecha fue muy fácil de aclarar que ciertas moléculas eran
verdaderamente asimétricas, como los cristales de los tartratos, que existían
en formas invertidas como la imagen en un espejo. Fue la mejor demostración de
la teoría de Van´t Hoff-Le Bel, que justamente los compuestos que deberían
tener el efecto de giro, según la teoría, en efecto, lo tenían.
Resultó que Pasteur tuvo suerte en el modo en que
preparó los cristales para obtener los dos tipos separadamente (en vez de una
combinación simétrica que engañó a Mitscherlich), una cosa que sólo se podía hacer
de un modo único y Pasteur, por pura casualidad, lo había hecho así.
Sin embargo, como dijo Pasteur más tarde, “la suerte
favorece a los bien preparados”. El descubrimiento de Pasteur lo hizo famoso.
Obtuvo una serie de nombramientos para desempeñar varios puestos como profesor
y le hicieron miembro de la Legión de Honor. Pero, por muy grandes que hayan
sido sus hazañas en la química, iban a quedar empequeñecidas por las proezas
que realizó en biología y medicina.
En 1854, cuando tenía poco más de treinta años, ya
era nombrado decano de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Lille.
Allí se interesó en los problemas de la industria
del vino, tan importante en Francia. El vino y la cerveza, a menudo se agriaban
al envejecer, cosa que producía una pérdida de millones de francos. En 1856, un
industrial de Lille le presentó el problema a Pasteur. Este accedió y se
encargó del asunto y volvió de nuevo al microscopio. Encontró, casi en seguida,
que cuando el vino y la cerveza envejecían adecuadamente el líquido contenía
pocos globulos esféricos de células de fermento. Cuando el vino y la cerveza se
avinagraban, las células de fermento eran alargadas. Claramente había dos tipos
de fermento, uno que producía alcohol bueno y el otro ácido láctico, que era
malo. Pasteur fue el primero en enunciar definitivamente que la fermentación
implicaba organismos vivos y que era necesario proporcionar el organismo
apropiado para suministrar el tipo correcto de fermentación. Aquí ganó la gran
polémica que tuvo con Liebig, que insistía que la fermentación era puramente un
fenómeno químico y que no implicaba la existencia de organismos vivos.
Pasteur señaló que el ácido láctico del fermento no
podía dejarse cuando el vino fermentaba. Al principio de los años 1860, descubrió
el remedio. Una vez que el vino o la cerveza se formase, debía calentarse
suavemente a 49 °C. Eso mataría el fermento que quedase, incluyendo al que
seguía agriando el vino al envejecer. Despues de calentarlo a esa temperatura,
si se taponaba, no se agriaba.
Los productores de vino se horrorizaron con la idea
de calentar el vino. Pasteur calentó algunas muestras, dejó otras sin calentar
y les dio de plazo para que esperasen unos cuantos meses. Cuando se abrieron
las muestras calentadas, todas estaban en buenas condiciones; una cantidad de
las no calentadas se había agriado.
Desde entonces se llama pasteurización al proceso de
calentar suavemente, con intención de matar los organismos microscópicos.
Tambien se añadió este proceso a otras bebidas como la leche.
El interés de Pasteur en pequeñas células de cerveza,
le llevó al estudio de cómo surge la vida microscópica. Berzelius había creido
en la generación espontanea y en 1858 hubo referencias de experimentos que
tendían a demostrar que la vida provenía espontáneamente de la materia muerta.
Esto se oponía a los experimentos de Spallanzani de un siglo anterior. Sin
embargo, los vitalistas, como por ejemplo, Haeckel mantenían que Spallanzani al
calentar el aire habían destruido algún principio vital en él.
Pasteur era un hombre muy religioso y había un
cierto valor religioso en desaprobar la doctrina de la generación espontanea,
porque era dejar el asunto de la creación de la vida en manos de Dios. Pasteur
se vio forzado a descubrir un experimento en que no se calentaba el aire y, sin
embargo, que la vida no surgiese de la muerte. Por sus creencias religiosas
Pasteur rechazó la teoría de la evolución por selección natural de Darwin.
Pasteur, como Tyndall, demostró que en el polvo del
aire había esporas de organismos vivos y qué al introducir polvo en los caldos
de cultivo, podría hacer que éstos se poblasen de organismos. En seguida tuvo
que demostrar que estos caldos de cultivo no formaban organismos si el polvo se
mantenía alejado de él. En 1860, hirvió extracto de carne y lo dejó expuesto al
aire, pero solamente por un conducto largo doblado hacia abajo y después hacia
arriba. Aunque el aire sin calentar podía entrar libremente en el frasco, las
partículas de polvo se posaban en el fondo de la curva del cuello y no entraban
en el frasco. La carne no se descompuso, ni tuvo lugar ninguna putrefacción. No
era cuestión ya de aire caliente ni de destruir principios vitales. Un comité
de científicos, incluyendo el profesor de Pasteur, Dumas, estudiaron estos experimentos
y los encontraron decisivos.
De una vez para siempre, Pasteur había desaprobado
la doctrina de la generación espontánea, que se había defendido durante el
siglo XIX. Sin embargo, la cuestión e iba a presentar de nuevo, de una manera
más sofisticada, en el siglo XX.
En esa época Pasteur era la maravilla de Francia.
Cuando la industria de la seda en el sur sufrío un golpe que la hizo tambalear,
a causa de una enfermedad que mataba a los gusanos, el clamor fue hacia
Pasteur. Dumas, su antiguo profesor, le aguijoneó para que se encargase de la
tarea, y en 1865 Pasteur fue al sur con su microscopio.
Localizó un diminuto parásito que infectaba a los
gusanos de seda y a las hojas de morera que los alimentaba. Lo solución de
Pasteur fue drástica, pero racional. Debían destruirse todos los gusanos y
alimentos contaminados. Se debía empezar con gusanos sanos y se desterraría la
enfermedad. Siguieron su consejo, que surtío efecto. La industria de la seda se
salvó.
Esto hizo que el interés de Pasteur se volviese
hacia las enfermedades contagiosas. Empezó a creer que la enfermedad, en primer
lugar, era contagiosa y que se contagiaba porque minúsculos organismos la
causaban y se propagaban de un individuo a otro. El contagio podría ser por
contacto corporal, por gotitas de mucosidades al estornudar, por excrementos infectados,
etc.
Esta “teoría del gérmen de la enfermedad” de
Pasteur, fue probablemente el descubrimiento médico más grande de todos los
tiempos, porque solamente por compresión de la naturaleza de la enfermedad
infecciosa y de su modo de contagio, se podría controlar. Anteriormente a la
época de Pasteur, Henle había tenido la misma idea, pero sin estar respaldada
por la necesaria observación y experimentación. Otros, lucharon contra la
enfermedad con éxito, utilizando desinfectantes químicos, pero no se dieron
cuenta que la razón de su triunfo fue que los gérmenes peligrosos se
destruyeron; por eso sus adelantos fueron infructuosos. Después de los
experimentos de la fermentación de Pasteur y sus experiencias de la enfermedad
de los gusanos, Lister introdujo desinfectantes químicos basándose en la teoría
de los gérmenes del primero y esta vez la técnica salió victoriosa.
Con la aparición de la teoría de los gérmenes, los
biólogos empezaron a fijar su atención seriamente en las bacterias. Cohn señaló
el camino. Casi hubo una tendencia a extralimitar las cosas en el entusiasmo
bacteriológico porque hombres como Leuckart iban a demostrar que además había
otros tipos de parásitos.
Pasteur casi fue vencido en aquella época por un
incidente. Tuvo un ataque de parálisis en 1868m que por algún tiempo le dejó en
peligro de muerte. Poco tiempo después, Francia empezó la guerra con Prusia y
Pasteur trató de alistarse como voluntario. Suavemente le condujeron a su casa
y le dijeron que se dedicase a su microscopio. Todo lo que pudo hacer fue
devolver el título de médico honorífico que le había concedido la universidad
alemana de Bonn.
La experiencia de aquella guerra desastrosa, en la
que Francia fue vencida, impresionó a Pasteur por las condiciones peligrosas de
los hospitales militares. Usó todo su prestigio para hacer que los médicos
hirviesen los instrumentos y que pasasen las vendas por vapor, para matar los
gérmenes y prevenir la muerte por infección.
Los resultados fueron enormemente beneficiosos y en
1873 hicieron miembro a Pasteur de la Academia de Medicina Francesa. No tenía
aún título de médico, pero había la sospecha creciente que era el médico más
grande de todos los tiempos.
Con su nuevo prestigio en medicina, puso su atención
en el carbunco, una enfermedad mortal que arrasaba rebaños de animales
domésticos. Algunos médicos negaban que hubiese gérmenes en esa enfermedad,
pero Robert Koch denunció haberlos encontrado en 1876. Pasteur utilizó su
microscopio y confirmó lo que había dicho Koch, mostrando no sólo que los
gérmenes existían, sino que estaban presentes como esporas resistentes al
calor, que podían sobrevivir largos periodos. Solo el suelo pisado por un
rebaño infectado podía causar que animales sanos en seguida enfermasen. La
solución de Pasteur fue la misma que en el caso de la enfermedad de los
gusanos. Matar los animales infectados, quemar sus cuerpos y enterrarlos
profundamente.
Fue mas lejos todavía. Un animal que sobrevivía a un
ataque de carbunco quedaba inmune. Medio siglo antes, Jenner había inmunizado
una enfermedad peligrosa por inoculación de una forma suave de la enfermedad.
Desgraciadamente no había una forma suave del carbunco, de modo que Pasteur la
preparó. Al calentar la preparación de gérmenes del carbunco, destruyó su
virulencia, pero pudo comprobar que podía ser la réplica inmune del gérmen
original. Así pudo, sin peligro, instituir la inmunidad.
En 1881, realizó un experimento dramático. Inoculó a
algunas ovejas los gérmenes atenuados, a otras no. Despues de algún tiempo, se
infectaron todas con los gérmenes mortales del carbunco. Las que no habían sido
tratadas con gérmenes atenuados adquirieron el carbunco y murieron, y las que
habían sido tratadas no fueron afectadas en absoluto.
Pasteur reconoció su deuda a Jenner, llamando al
nuevo tipo de inoculación “vacunación”, aunque en este caso no estaba inplicada
la enfermedad vacuna.
Instituyó métodos similares para la lucha contre el
cólera de las aves y contra la rabia. Enfermedad causada por la mordedura de un
perro rabioso. Pasteur demostró que se podía conseguirun gérmen atenuado
haciendo pasar la infección de la rabia a través de diferentes especies de
animales, hasta que su virulencia se aminorase. Se quedó perplejo al no poder
localizar el gérmen real, cosa que no hizo perder su fe en la teoría de los
gérmenes. Sugirió que el gérmen era demasiado pequeño para poderse ver en el
microscopio; efectivamente, era así; con esto encauzó el estudio sobre virus
que Stanley llevaría a su culminación un siglo más tarde.
Pasteur hizo uso de sus preparaciones atenuadas de
rabia, por primera vez en 1885 en un muchacho terriblemente mordido por un
perro rabioso. El tratamientodio resultado y fue la culminación más dramática
de la vida más espectacular. En 1888 se fundó el Instituto Pasteur para curar
casos de rabia y es ahora el centro más famoso en investigaciones biológicas.
Pasteur murió en la plenitud de su gloria y fue
reconocido en vida y siempre desde entonces como uno de los más grandes
científicos de la historia.
Ganó la Medalla Rumford en dos ocaciones, en 1856 y
1892, así como la Medalla Copley de 1874.
Hace 75
años
Johannes
Wilhelm Geiger (30 de septiembre de 1882 – 24 de septiembre de 1945) – Físico
alemán.
Geiger estudió física y matemáticas en la Universidad de Erlangen, donde se
doctoró en 1906. En 1907 trabajó con Ernest Rutherford en la Universidad de
Manchester. Y fue su principal ayudante. En 1912 fue nombrado jefe del
Instituto de investigación físico-técnica en Berlín.
En 1911 Geiger y John Mitchell
Nuttall descubrieron la denominada Ley de Geiger-Nuttall y desarrollaron una
serie de experimentos que llevaron al modelo atómico de Rutherford.
Retornó a su patria en 1912, con
una plaza en la Universidad de Berlín, donde continuó con sus investigaciones
sobre estructura atómica. Una vez declarada la Primera Guerra Mundial, marchó
al frente como oficial de artillería y, una vez finalizada la contienda,
retorna a su vida académica. Su nombre se hizo famoso por su invento para
detectar partículas subatómicas energéticas, que desarrolló en 1913.
Se trata de un cilindro que
contiene un gas sometido aun potencial eléctrico muy alto, aunque no lo
suficiente para vencer la resistencia del gas. Si entra una partícula
subatómica, como la alfa de alta energía ioniza una de las moléculas del gas.
El ion correspondiente es atraído por el cátodo con gran energía y en el
proceso, como resultado de las colisiones, ioniza, a au vez, a otros átomos que
empiezan a moverse y a ionizar a otros. Rápidamente surge una avalancha de
ionización que conduce una corriente eléctrica momentánea que se registra
mediante un sonido de clic. Estos sonidos del “contador Geiger” registran la
entrada de partículas y actualmente se utilizan aparatos electrónicos para
contarlas electrónicamente.
En 1924 colaboró con Walther
Bothe en el desarrollo del método de las coincidencias, que permitía observar
las trayectorias más largas de la radiación más penetrante y elaboró la llamada
ley Geiger-Nuttal que afirma que en una familia radiactiva el recorrido de una
partícula está relacionado con la vida media del isótopo. Pudiendo detectar las
propiedades características del efecto Compton.
Se trasladó a la Universidad de
Tubinga en 1929, donde realizó las primeras investigaciones con los rayos
cósmicos y participó en la identificación del actinio-A y del torio-A, ambos
isótopos del mismo elemento de la tabla periódica, el polonio. También realizó
diversos estudios sobre la radiactividad artificial y la fisión nuclear.
Fue también miembro del Club del
Uranio en la Alemania nazi, un grupo de científicos alemanes que, durante la
Segunda Guerra Mundial, trabajaron sin éxito en la creación de la bomba atómica
alemana.
Su lealtad al Partido Nazi le
llevó a traicionar a diversos colegas judíos; algunos de estos colegas le
habían ayudado en sus investigaciones antes de que se hiciera miembro del
partido nazi.
Recibió la Medalla Hughes de
1929.
Hace 25
años
Albrecht
Otto Johannes Unsold (20 de abril de 1905 – 23 de septiembre de 1995) – Astrofísico
alemán.
Estudió física en la Universidad de Tubinga y en la Universidad de Múnich. En
Múnich, estudió bajo la guía de Arnold Sommerfeld, y obtuvo su doctorado en
1927. Como miembro de la Fundación Rockefeller, fue profesor ayudante en
Potsdam y trabajó en el Observatorio del Monte Wilson en Pasadena, California.
En septiembre de 1932, Unsöld fue
nombrado profesor ordinario y Director del Instituto para Física Teórica (y
Observatorio) de la Universidad de Kiel. Se mantuvo en el cargo hasta que fue
nombrado profesor emérito en 1973, tras lo que siguió trabajando otros 15 años
en temas astronómicos.
Mientras era estudiante en
Múnich, Unsöld fue uno de los muchos estudiantes que ayudaron a Sommerfeld a
explorar y hacer avanzar la teoría atómica.
El teorema de Unsöld dice que el
cuadrado de la función de onda total del electrón para un orbital lleno o
semilleno tiene simetría esférica. Así, los átomos que contienen orbitales s (l
= 0) llenos o semillenos, o los átomos del segundo periodo con 3 o 6 p (l = 1)
tienen forma esférica. Lo mismo ocurre con los átomos del tercer periodo con 5
o 10 electrones en el orbital d (l = 2). Es decir, los átomos esféricos son
aquellos de las columnas 1, 2, 7, 12, 15 y 18 de la mesa periódica.
En Kiel, Unsöld hizo un estudio
intensivo de los efectos de abundancias, atenuación de radiación, efecto
Doppler, campos eléctricos y colisiones durante la formación de líneas
espectrales en atmósferas estelares. Su análisis de la estrella B0 Tau Scorpii,
gracias a su visita de 1939 a los observatorios Yerkes y McDonald, proporcionó
el primer análisis detallado de una estrella distinta del Sol. Unsöld fue capaz
de determinar la composición de la atmósfera de la estrella, así como su
comportamiento físico.
De 1947 a 1948, Unsöld fue
presidente de la Sociedad Astrónomica de Alemania.
Recibió la Medalla Bruce de 1956
y la Gold Medal de la Royal Society en 1957. El asteroide 2842 Unsold fue
nombrado en su honor.
Hace 25
años
Ernst
Rudolf Peierls (5 de junio de 1907 – 19 de septiembre de 1995) – Físico
alemán nacionalizado
inglés. Estudió física en la Universidad de Berlín, en la Universidad de Munich
con Arnold Sommerfeld, en la Universidad de Leipzig con Werner Heinsenberg y en
Zurich con Wolfgang Pauli. Despues de recibir su doctorado en Leipzig en 1929,
fue asistente de Pauli en Zurich. Fue profesor de física en la Universidad de
Birmingham en 1937. En 1932, fue galardonado con una beca Rockefeller, que
solía estudiar en Roma con Enrico Fermi, y luego en el Laboratorio Cavendish de
la Universidad de Cambridge con Ralph Fowler. Debido a su origen judío, decidió no regresar
a casa después del ascenso al poder de Adolf Hitler en 1933, sino permanecer en
Gran Bretaña, donde trabajó con Hans Bethe en la Universidad Victoria de
Manchester. En 1937, Mark Oliphant, el recién nombrado profesor australiano de
física en la Universidad de Birmingham lo reclutó para una nueva cátedra allí
en matemática aplicada. Heisenberg le hizo a Peierls un proyecto de
investigación sobre ferromagnetismo. En ese entonces, se sabía que esto era
causado por el giro de los electrones en la alineación del metal, pero la razón
de esto era desconocida. Heinsenberg sospechó sospechó que era causado por un
efecto mecánico cuántico, causado por el principio de exclusión de Pauli.
Peierls no pudo desarrollar la teoría, pero el trabajo sobre el efecto Hall fue
más productivo. El anómalo efecto Hall no pudo explicarse con la teoría clásica
de los metales, y Heisenberg sintió la oportunidad de demostrar que la mecánica
cuántica podría explicarlo. Peierls pudo hacerlo, lo que resultó en su primer
artículo publicado. Por recomendación de Heisenberg, Peierls se mudó a Zurich,
donde estudió con Pauli, donde le planteó el problema de investigar la
vibración de los átomos en una red cristalina. Peierls exploró, y nombró este
fenómeno como “dispersión de Umklapp”. Presentó este trabajo como su tesis de
doctorado como “Sobre la teoría cinética de la conducción del calor en
cristales”, que fue aceptada por la Universidad de Leipzig en 1929. Su teoría
hizo predicciones específicas del comportamiento de los metales a temperaturas
muy bajas, pero pasarían otros veinte años antes de que se desarrollaran las
técnicas para confirmarlos experimentalmente. Conjuntamente con Lev Landau
trabajaron para derivar una serie de ecuaciones de onda similares a la ecuación
de Schrödinger para fotones. Desafortunadamente, sus ecuaciones, aunque
complicadas, no tenían sentido. En 1930, Peierls viajó a los Países Bajos para
encontrarse con Hans Kramers, y a Copenhague para encontrarse con Niels Bohr.
Peierls ayudó a Egon Orowan a comprender la fuerza requerida para mover una
dislocación que Frank Nabarro ampliaría y llamó la fuerza Peierls-Nabarro. En
1929, estudió física en estado sólido en Zurich bajo la tutela de Heisenberg y
Pauli. Sus primeros trabajos sobre física cuántica condujeron a la teoría de
los portadores positivos para explicar los comportamientos de conductividad
térmica y eléctrica de los semiconductores. Fue pionero del concepto de
"agujeros" en semiconductores. En marzo de 1940, Peierls fue coautor
del memorándum Frisch-Peierls con Otto Robert Frisch. Este breve documento fue
el primero en exponer que se podría construir una bomba atómica a partir de una
pequeña cantidad de uranio 235. Hasta entonces, se suponía que una bomba de
este tipo requeriría muchas toneladas de uranio y, en consecuencia, no era
práctico de construir y usar. El documento fue fundamental para encender el
interés de las autoridades británicas y luego de las autoridades
estadounidenses por las armas nucleares. También fue responsable del
reclutamiento de su compatriota Klaus Fuchs para trabajar en Tube Alloys, como
se llamó al proyecto de armas nucleares británico, lo que provocó que Peierls
cayera bajo sospecha cuando Fuchs fue expuesto como espía de la Unión Soviética
en 1950.
En 1932, Peierls recibió una beca Rockefeller para
estudiar en el extranjero, que solía estudiar en Roma con Enrico Fermi , y
luego en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge en Inglaterra
con Ralph H. Fowler. En Roma, Peierls completó dos documentos sobre la
estructura de banda electrónica, en la que introdujo la sustitución de Peierls,
y obtuvo una expresión general para el dimagnetismo en metales a bajas temperaturas.
Esto proporcionó una explicación de las propiedades hasta ahora misteriosas del
bismuto, en el que las propiedades dimagnéticas eran más pronunciadas que en
otros metales.
Debido al ascenso al poder de Adolf Hitler en Alemania,
decidió no regresar a casa en 1933, sino permanecer en Gran Bretaña. Declinó
una oferta de Otto Stern de un puesto en la Universidad de Hamburgo. Con
licencia para permanecer en Gran Bretaña, trabajó en la Universidad Victoria de
Manchester con fondos del Consejo de Asistencia Académica, que se había creado
para ayudar a los refugiados académicos de Alemania y otros países fascistas.
Peierls colaboró con Bethe en la fotodisintegración y la
mecánica estadística de las aleaciones cuando James Chadwick lo desafió. Sus
resultados todavía sirven como base para las teorías de campo medio de los
cambios de fase estructural en aleaciones completas. Aunque la mayor parte de
su trabajo continuó siendo sobre la teoría electrónica de los metales, también
examinó la teoría del agujero de Dirac, y co-escribió un artículo con Bethe
sobre el neutrino. Despues de esto, volvió a Cambridge donde trabajó con David
Shoenberg en el Laboratorio Mond sobre superconductividad y helio líquido.
En 1936, Mark Oliphant fue nombrado profesor de física en
la Universidad de Birmingham, y se acercó a Peierls sobre una nueva cátedra de
matemática aplicada que estaba creando allí. (Las matemáticas aplicadas son lo
que hoy se llamaría física teórica). Peierls consiguió el trabajo a pesar de la
competencia de Harrie Massey y Harry Jones. El nombramiento finalmente le dio a
Peierls una posición segura y permanente. Sus estudiantes incluyeron a Fred
Hoyle y Kapur, un estudiante de la India. Con Kapur obtuvo la fórmula de
dispersión para reacciones nucleares, originalmente dada en la teoría de la
perturbación por Gregory Breit y Eugene Wigner, pero ahora incluía condiciones
generales. Esto ahora se conoce como la derivación de Kapur-Peierls. Todavía se
usa, pero en 1947 Wigner y Leonard Eisenbud desarrollaron un método alternativo
más ampliamente utilizado.
En 1938, Peierls realizó visitas a Copenhague, donde
colaboró con Bohr y George Placzek en un documento sobre lo que ahora se conoce
como la relación Bohr-Peierls-Placzek. La Segunda Guerra Mundial estalló antes de
que pudiera publicarse; pero se distribuyeron borradores para comentarios, y se
convirtió en uno de los documentos no publicados más citados de todos los
tiempos.
Después del estallido de la Segunda Guerra Mundial en
septiembre de 1939, Peierls comenzó a trabajar en la investigación de armas
nucleares con Otto Robert Frisch, un compañero refugiado de Alemania.
Irónicamente, fueron excluidos del trabajo en el radar en la Universidad de
Birmingham porque se consideraba demasiado secreto para los científicos que
eran extranjeros enemigos. Peierls se naturalizó como sujeto británico el 27 de
marzo de 1940.
El memorándum de Frisch-Peierls fue fundamental para
encender el interés de las autoridades británicas y luego de las autoridades
estadounidenses por las armas atómicas. En 1941, sus hallazgos llegaron a los
Estados Unidos a través del informe del Comité Maud, un desencadenante
importante en el establecimiento del Proyecto Manhattan y el posterior
desarrollo de la bomba atómica.
Peierls también se convirtió en líder del Grupo T-1
(Implosión), y fue responsable del diseño de las lentes explosivas utilizadas
en el arma nuclear de tipo implosión para enfocar una explosión en una forma
esférica. Envió informes regulares a Chadwick, el jefe de la Misión Británica
al Proyecto Manhattan, en Washington, DC. Peierls fue uno de los presentes en
la prueba nuclear Trinity el 16 de julio de 1945. Regresó a Inglaterra en enero
de 1946. Por sus servicios en el proyecto de armas nucleares, fue nombrado
Comandante de la Orden del Imperio Británico en los Honores de Año Nuevo de
1946, y recibió la Medalla de la Libertad de Estados Unidos con Silver Palm en
1946.
Peierls fue
responsable del reclutamiento de Fuchs para el proyecto británico, una acción
que provocaría que Peierls cayera bajo sospecha cuando Fuchs fue expuesto como
espía soviético en 1950. En 1999, The Spectator obtuvo indignación de la
familia de Peierls cuando publicó un artículo. por el periodista Nicholas
Farrell que alegaba que Peierls era un espía de la Unión Soviética. El artículo
se basó en información suministrada por el historiador de inteligencia Nigel
West, quien identificó a Peierls como el espía con nombre en código
"Fogel" y más tarde "Pers" en las interceptaciones de
Venona, y su esposa Genia como el espía con nombre en código "Tina".
Sin embargo, la asociación de Tina con Genia no encajaba con lo que se sabía
sobre Tina, y se reveló de manera concluyente que era Melita Norwood en 1999.
Tampoco Peierls encajaba con Pers, ya que este último trabajaba en Clinton
Engineer Works, mientras que Peierls no.
Había buenas razones para que las agencias de inteligencia
de la posguerra sospecharan de Peierls. No solo había reclutado a Fuchs, y se
desempeñó como su "patrocinador" en materia de reclutamiento y
seguridad, sino que presionó a las autoridades para que se le otorgara a Fuchs
una autorización de seguridad completa sin la cual no podría haber ayudado a
Peierls en su trabajo. Fuchs vivió con la familia Peierls por un tiempo.
Peierls tenía una esposa rusa, al igual que su hermano, y mantuvo un estrecho
contacto con colegas en la Unión Soviética antes y después de la Segunda Guerra
Mundial.
Los físicos tenían demanda después de la guerra, y Peierls
recibió ofertas de varias universidades. Consideró seriamente una oferta de un
puesto en Cambridge de William Lawrence Bragg, pero decidió regresar a
Birmingham. Trabajó en fuerzas nucleares, dispersión, teorías de campo
cuántico, movimiento colectivo en núcleos, teoría del transporte y mecánica
estadística. Peierls había dejado atrás en gran medida la física del estado
sólido cuando, en 1953, comenzó a recopilar sus apuntes sobre el tema en un
libro. Al reconsiderar la forma en que están dispuestos los átomos en los
cristales metálicos, observó una inestabilidad. Esto se conoció como la
transición de Peierls.
En 1946, Peierls se convirtió en consultor del Atomic
Energy Research Establishment en Harwell. Después de que Fuchs fuera despedido
de su puesto allí como jefe de la División de Física Teórica en 1950, Maurice
Pryce actuó en el cargo a tiempo parcial, pero cuando fue a América durante un
año por año sabático, Peierls tomó su lugar. El puesto finalmente fue ocupado
permanentemente por Brian Flowers.
Peierls se convirtió en el Profesor Wykeham de Física en
la Universidad de Oxford en 1963. Permaneció allí hasta que se jubiló en 1974.
Escribió varios libros, incluyendo la Teoría cuántica de sólidos (1955), Las
leyes de la naturaleza (1955), Sorpresas en Física teórica (1979), Más
sorpresas en física teórica (1991) y una autobiografía, Bird of Passage (1985).
Preocupado por las armas nucleares que había ayudado a desatar, trabajó en el
Boletín de los Científicos Atómicos, fue presidente de la Asociación de
Científicos Atómicos en el Reino Unido.
Peierls fue nombrado caballero en 1968. Fue
galardonado con la Medalla Rutherford Memorial en 1952, la Royal Medal en 1959,
la Medalla Lorentz en 1962, la Medalla Max Planck en 1963, la Medalla Guthrie
en 1968, la Medalla Matteucci en 1982, y el Premio Enrico Fermi del Gobierno de
los Estados Unidos por su contribución excepcional a la ciencia de la energía
atómica en 1980. En 1986, fue galardonado con la Medalla Copley, y en 1991 el
Premio Dirac. El 2 de octubre de 2004, el edificio que albergaba el
subdepartamento de Física Teórica de la Universidad de Oxford fue nombrado
formalmente Centro Sir Rudolf Peierls de Física Teórica.
