Una cuestión "nuclear".
Encuentros y desencuentros en los años 30 y 40: Einstein, Bohr, Curie, Heisenberg, Fermi, Meitner, ...
Grandes científicos de la época como Niels Bohr y Robert Oppenheimer
compartirían, desde el punto de vista mediático, la paternidad y Lise Meitner
sería reconocida en América como la madre de la bomba atómica. Pero la
implicación de cada uno de ellos sería desigual y en algunos casos
prácticamente nula. Para Einstein, pacifista convencido, su contribución tuvo
una doble vertiente, una científica y otra política; la segunda lo atormentaría
hasta el día de su muerte.
No cabe duda de que su ecuación, E=mc2, ha tenido grandes
consecuencias en la historia de la humanidad y que la creación de la bomba
atómica ha sido una consecuencia de la misma. Pero casi ningún descubrimiento científico
es fortuito, suelen ser el fruto de una larga historia y de pequeños avances
concatenados que culminan en algo superior. Así ocurrió también con el
descubrimiento de la fisión nuclear, lo que, junto a una guerra mundial, fue el
punto de partida de la era atómica.
Los
antecedentes: Revelando el núcleo.
Culpar a Einstein del desarrollo y uso de la bomba
atómica porque su ecuación es la base teórica que la hizo posible, es lo mismo
que echar la culpa a Demócrito por ser el primero en dar nombre a las unidades
indivisibles de las que se creía que estaba compuesta la naturaleza, los
átomos. Éstos son tan pequeños que no los podemos ver, así que hubo que esperar
más de 20 siglos para poder demostrar su existencia. Fue Einstein en 1905 quien
daría una formulación matemática de los mismos en el modelo del movimiento
browniano. “Mi objetivo principal era encontrar hechos que garantizaran lo más
posible la existencia de átomos de tamaño finito y determinado”, escribió en
sus Notas Autobiográficas.
Los elementos
fundamentales de la naturaleza conocidos desde antiguo, a los que se les asignó
un símbolo, estarían formados por diferentes átomos. Cada elemento sería una
colección de átomos idénticos indestructibles químicamente. En 1869, el menor
de 17 hermanos, Dmitri Mendeléjev, dispuso los 63 elementos entonces conocidos
en filas según sus propiedades químicas construyendo columnas conforme
aumentaba su peso atómico. De esta forma encontró que aparecía periodicidad y
asumió que había huecos que debían corresponder a elementos todavía por
descubrir, cuyo posterior hallazgo confirmaría el magnífico descubrimiento del sistema
periódico.
La regularidad,
simetría y capacidad predictiva del sistema periódico son indicios de que debe
haber un modelo que explique la estructura de los distintos elementos y que
contenga también esas características. Se especuló, por tanto, que los átomos
podían tener estructura y estar formados por piezas más pequeñas que pueden añadirse
a la estructura atómica de un elemento para obtener el siguiente. Pero la química
del siglo XIX no fue capaz de abrir camino en esta línea, así que la física y
sus técnicas tomarían el relevo para probarlo.
Tras una gran
cantidad de ingenio y trabajo detectivesco, sin faltar una pequeña dosis de
casualidad, surgieron a finales del siglo XIX y principios del XX
descubrimientos cruciales para entender la estructura del átomo. En 1895
Wilhelm Konrad Röntgen hacía la primera radiografía de la historia con un
descubrimiento que le sorprendió a él y al resto del mundo, una radiación
desconocida a la que la llamó rayos X. Henri Becquerel decidió estudiar
si los cuerpos fosforescentes emitían rayos X y en el camino, ya iniciado por
la saga familiar, se topó con una nueva radiación a la que dio el nombre de
rayos de uranio, haciendo mención al material en el que los encontró. Esta
radiación no parecía cambiar de intensidad ni de carácter a lo largo de los
días. Tampoco cambiaba cuando era expuesta a la luz solar o ultravioleta. Era
un fenómeno muy distinto a los rayos X ya que no necesitaba de un tubo de rayos
catódicos para iniciarlo y sorprendentemente no se podían apagar. Había que
explicar la espontaneidad de esta nueva radiación invisible y dar respuesta a
las preguntas que suscitaba: ¿Cuál es la fuente de energía que crea estos rayos
que les permite penetrar sustancias opacas? ¿Hay otros elementos de la tabla
periódica que tengan la misma propiedad? La respuesta a la primera pregunta aún
tardará un tiempo en alcanzarse, pero la de la segunda pregunta la
proporcionará la joven pareja formada por Pierre y Marie Curie.
Marie Curie realizó
estudios sistemáticos y demostró que estos rayos no eran una propiedad característica
de un solo elemento, ya que el torio y sus compuestos también los presentaban.
Esto estimuló la búsqueda de otros elementos que pudieran emitir rayos
similares. El torio y el uranio son los elementos con mayor masa atómica
conocida por lo que apuntaba a que los elementos pesados podían tener esta
cualidad. Fue una labor titánica, los procesos de separación química duraron 4
años, pero fruto de sus investigaciones descubrieron el polonio y el radio. El
radio, mucho más activo que el uranio, hizo que los Curie acuñaran el término
de radiactividad.
Fig.2 Marie Curie, Wikimedia commons.
Surgió también la
cuestión de la energía. Notaron que las muestras de radio se mantenían a una
temperatura mayor que su entorno, llegando a producir 0,1 kcal de energía térmica
por hora incluso durante mucho tiempo. La liberación continua de energía
indicaba que había que buscar cambios producidos dentro de los átomos de los
elementos radiactivos y no solo en reacciones químicas entre átomos. Esto
era algo revolucionario y atrevido.
Por el
descubrimiento de la radiactividad natural Becquerel y Pierre y Marie Curie
compartieron el Premio Nobel de química en 1903, Marie fue la primera mujer de
la historia que recibía el galardón. No solo la física se transformará con este
descubrimiento, Darwin y su teoría de la evolución se verán directamente
beneficiados, ya que la radiactividad natural indicaba que la Tierra era más
vieja de lo que hasta entonces se había supuesto.
Una vez conocidas
las propiedades del radio, el interés por ellas se disparó y numerosos científicos
pasaron a estudiarlas. Los átomos apenas habían empezado a mostrar su rica vida
interior. Una tras otra las letras del abecedario griego, alfa, beta, gamma,
daban nombre a las nuevas y cada vez más penetrantes radiaciones según iban
descubriéndose. Los campos magnéticos ayudarían a determinar carga y masa:
positiva, negativa y sin carga respectivamente. Pero en lo tocante a la masa,
unas serían más díscolas que otras. En 1900, Becquerel obtuvo la carga y la
masa de la radiación beta, descubriendo que era precisamente el electrón
descubierto por Thomson en 1897. La naturaleza de la radiación alfa fue algo
más difícil, llegando a la conclusión de que podía ser una molécula de
hidrógeno sin un electrón o un átomo de He sin sus dos electrones u otras
posibles combinaciones. La acertada es efectivamente la del He.
Lo que quedaba
claro es que estas emisiones planteaban cuestiones difícilmente compatibles con
las ideas existentes de la materia y su estructura. Los átomos ya no eran
indivisibles.
En 1907 Ernest Rutherford
abandonaba su tierra natal, Nueva Zelanda, por Inglaterra; su maleta iba llena
de proyectos, entre los que se encontraban el desentrañar los secretos de la
radiación alfa y explorar el modelo atómico del físico de Cambridge J.J.
Thomson. Lo que no sabía es que convertiría su famoso laboratorio de Cavendish
en la cuna de colaboradores y estudiantes de postgrado que serán clave en el
avance de la física: James Chadwick, Niels Bohr, Robert Oppenheimer o el
químico alemán Otto Hahn, entre otros.
El estudio de la
desintegración del radio también llevó al descubrimiento de que las
transformaciones radiactivas terminaban siempre en un producto final estable,
que algunos eslabones de la cadena emitían radiación alfa y otros de tipo beta,
pero que los rayos gamma se emitían a lo largo de las series de desintegración.
Algunos miembros de la serie se desintegraban rápidamente y otros necesitaban
mucho tiempo. De ello se desprendía que podía haber elementos radiactivos en
origen que hubieran desaparecido por tener periodos de desintegración cortos.
Esto presentaba un problema grave, pues, aunque en 1910 todavía había huecos
para elementos en la tabla periódica, no eran suficientes para albergar todas
las nuevas sustancias que aparentemente surgían de las desintegraciones.
La clave estaba en
que algunas de esas nuevas sustancias tenían propiedades químicas idénticas a
las de elementos conocidos, aunque tuvieran propiedades físicas diferentes. Así
que Frederick Soddy sugirió que un elemento químico puede ser una mezcla de átomos
con diferente comportamiento radiactivo, con diferente masa atómica, pero con
las mismas propiedades químicas. Surgía así el concepto de Isótopo (mismo
lugar en la tabla periódica). La radiactividad y el concepto del isótopo fácilmente
formularían nuevas preguntas sobre la estructura última del átomo: ¿Cuáles serían sus piezas básicas?
En 1911, con sus
experimentos de dispersión y su modelo atómico, Rutherford cambió radicalmente
la idea del átomo, observó que éste era básicamente espacio vacío y que la
mayor parte de la masa y la carga positiva estaba concentrada en un núcleo muy
masivo rodeado de una nube de ligeros electrones cargados negativamente. ¿Cómo
podía este sistema ser estable?
La respuesta
llegará en 1913 de la mano de su joven colaborador, el físico danés Niels Bohr,
quien perfecciona el modelo atómico de Rutherford incorporando las incipientes
ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las
investigaciones de Max Planck y Albert Einstein. Sugiere que los electrones solo
pueden seguir determinadas órbitas seleccionadas. Este modelo, a caballo entre
lo clásico y lo cuántico, permitía, a pesar de sus limitaciones, explicar las
líneas espectrales del más simple de los átomos, el hidrógeno. En 1922 Bohr
recibió el Premio Nobel de Física por sus trabajos sobre la estructura atómica
y la radiación, pero todavía no se había explicado en que consiste exactamente
el núcleo.
Fig.3 Modelos atómicos de Rutherford y de Bohr. Wikimedia commons.
En 1920, estudiando
el átomo de hidrógeno, que contiene un solo electrón externo para compensar la
carga positiva del núcleo, Rutherford acuña el nombre de protón para
dicha carga positiva. Pero al extrapolar esta asunción natural al siguiente
átomo, el helio, que contiene dos electrones externos que deberían compensarse
con dos protones del núcleo, las masas no encajaban ya que el He es cuatro
veces más masivo que el H, luego debería haber elementos con masa pero sin
carga en el núcleo que complementaran a los protones.
La partícula neutra
postulada por Rutherford, se descubriría por fin en 1932. La interpretación
crucial la daría uno de sus colaboradores, J. Chadwick, pero en realidad fue
uno más de los resultados de un trabajo coral de la ciencia: en Alemania se
detectó una radiación altamente penetrante, en Francia la pareja Joliot-Curie
se interesó por ella y al bombardear berilio con partículas alfa observaron una
radiación neutra muy penetrante a la que Chadwick, en Gran Bretaña, reconoció
como la partícula postulada por Rutherford y a la que denominó neutrón.
Ambos, Chadwick y la pareja Joliot Curie, compartieron el Premio Nobel en 1934
por este descubrimiento y por su contribución al descubrimiento de la
radiactividad artificial.
Cualquier átomo era
una combinación de tan solo tres elementos fundamentales: protones, neutrones y
electrones, lo que llevaría a una pregunta fundamental: ¿es la masa de un átomo
neutro igual a la masa de los neutrones, protones y electrones que lo componen?
La respuesta es, evidentemente, no. La masa atómica es siempre menor que la
suma de las partículas constituyentes en estado libre. El defecto de masa antes
y después de la formación de un núcleo puede parecer muy pequeña, pero la
energía que le corresponde según la ecuación de Einstein es muy significativa.
En 1933 Niels Bohr
perfecciona el modelo de la gota líquida, que fue propuesto por primera vez por
George Gamow, quien ya había explicado el mecanismo de emisión de las
partículas alfa mediante el efecto túnel. Sobre este modelo también trabajaría
el físico alemán Carl Friedrich von Weizsäcker, obteniendo una fórmula semi-empírica
para la energía de ligadura del núcleo. Ya se pueden explicar las
desintegraciones nucleares.
Ese mismo año se
celebró la séptima conferencia Solvay, que reunió a la élite de la física
europea bajo el tema “La Estructura del núcleo atómico”. Todas las piezas
necesarias para el descubrimiento de la fisión nuclear estaban disponibles. Sin
embargo, todavía pasarán cuatro años antes de su descubrimiento. Además de la
casualidad, la inestabilidad política y social de Europa jugará un papel
decisivo en este retraso. Adolf Hitler asumió la Cancillería del Reich en enero
de 1933 y como consecuencia de sus leyes racistas un 25% de los físicos
alemanes fueron expulsados de Alemania. Bohr desde Copenhague y Leo Szilard
desde Londres fueron especialmente activos en la ubicación de científicos
desplazados, encontraron ocupación para más de 2500 estudiantes antes de que
estallará la Segunda Guerra Mundial. El propio Einstein, alarmado ante el auge
del antisemitismo y el nazismo abandonó Alemania emigrando a Estados unidos,
dónde se instaló en la Universidad de Princeton y dónde su fama y popularidad
acabaron de fraguar en un popular icono de la cultura moderna.
La
fisión llega en forma de carta navideña y viaja a EEUU de la mano de Bohr.
El descubrimiento del neutrón hará que los
bombardeos con partículas alfa pasen de moda, la nueva partícula neutra se
impone como proyectil en los experimentos de los años 30. Enrico Fermi en Roma,
Irene Curie y Frédéric Joliot en París, Otto Hahn y Lise Meitner en Berlín,
todos seguirían la nueva tendencia.
El físico italiano
Enrico Fermi y su equipo, los chicos de la vía Panisperna, bombardearon con
neutrones de forma sistemática los 92 elementos de la tabla periódica hasta
llegar al último, el uranio. Su objetivo era encontrar elementos más masivos
que éste y que no se encuentran de forma natural en la Tierra, lo que se conoce
como elementos transuránidos. Los neutrones que usan como proyectil provienen
de una emisión radiactiva, lo que significa que son neutrones con altas
energías, del orden de 10 MeV.
En sus experimentos
de 1934, al bombardear el uranio llegan a postular la existencia del elemento
número 94, el plutonio, pero han podido toparse con la fisión sin advertirlo.
Al publicar sus resultados la química alemana Ida Noddak sugiere que en esos
experimentos también podrían haberse producido rupturas del núcleo. Quizás
porque su informe no estaba bien argumentado y los datos de las masas nucleares
no parecían encajar o, simplemente, porque en ese momento era un hecho
inconcebible, el artículo de Ida fue completamente ignorado.
A pesar de esto,
los aportes de Fermi serán cruciales. Siguiendo la antigua técnica de
Rutherford decide interponer una lámina de parafina antes del objetivo,
observando que la tasa de la reacción se incrementa. De aquí se desprende la
necesidad de un moderador que no absorba neutrones pero que disminuya su
energía y velocidad tras varios choques, hasta que alcancen la velocidad de las
moléculas de los gases a temperatura ambiente, es decir que pasen de energías
del orden del MeV al eV, lo que se denomina neutrones térmicos.
En estas
condiciones la fisión debería haberse observado, pero Fermi blindó la muestra
con aluminio para evitar que accedieran a ella otras radiaciones que no fueran
los neutrones; con esta medida estaba impidiendo que se vieran los efectos de
los productos de fisión que generalmente son emisores beta. Recibió el Premio
Nobel en 1938 por sus demostraciones sobre la existencia de nuevos elementos
radiactivos producidos por procesos de irradiación con neutrones y por sus
descubrimientos sobre las reacciones nucleares debidas a los neutrones lentos,
pero no pudo observar la fisión en ninguno de sus experimentos.
Tras recibir el
premio, en cuya ceremonia se negó a hacer el saludo romano impuesto por
Mussolini, emigró a Nueva York junto a sus hijos y su esposa Laura, judía. En
enero de 1939 comenzó a trabajar en la Universidad de Columbia donde recibiría
la noticia de los experimentos de Otto Hahn y Fritz Strassmann.
Otto Hahn escribía
en diciembre de 1938 una larga carta destinada a su ex colaboradora, la física
austriaca Lise Meitner, a la que Einstein apodaba como “la Madame Curie
alemana”. Meitner pasaba en Suecia las vacaciones de Navidad en compañía de su
sobrino, el físico Otto R. Frisch, cuando recibió la interesante carta de Otto.
Lise era uno más de los muchos científicos desplazados debido al avance del
antisemitismo en Europa. En marzo 1938 cuando Hitler anexionaba Austria, pese a
su larga trayectoria científica y estar bautizada, pasó a ser considerada tan
solo como una judía alemana. Su vida corría peligro, por ello, en julio de ese
mismo año, apenas cinco meses antes de conseguir el descubrimiento más
extraordinario de su vida, escapaba a Suecia vía Dinamarca.
En su carta, Otto
le consultaba si existía alguna posible explicación, de acuerdo a las leyes de
la física para sus extraños resultados: al bombardear uranio con neutrones
térmicos en busca de elementos transuránidos habían detectado bario, elemento muy
alejado del uranio en la tabla periódica y mucho menos masivo que éste. «Quizás
tú puedas sugerir una fantástica explicación» aventuraba en su carta, y estaba
en lo cierto, pues por fin se descubría y aceptaba que el núcleo de uranio
podía dividirse.
Lise Meitner y Otto
Frisch, necesitaron de dos grandes hitos de la física para llegar a esta
conclusión: el modelo nuclear de la “gota líquida” propuesto por Bohr en 1933 y
la ecuación de Einstein (E=mc2) postulada en 1905. Con el primero
valoraron la posibilidad de que el núcleo pudiera partirse en dos mitades casi
iguales, que al estar eléctricamente cargada se repelerían fuertemente y con la
segunda calcularon que la energía liberada en cada escisión sería suficiente
para causar un salto visible de un grano de arena, del orden de 200 millones de
eV.
Fig.4 Modelo de la gota líquida de fisión nuclear. Wikipedia commons.
Unos días más
tarde, Frisch regresaba a Copenhague, justo antes de que Niels Bohr partiera
para EEUU, y en un breve encuentro le transmitió las buenas nuevas. “¡Pero qué
idiotas hemos sido! ¡Es exactamente como debe ser!” exclamó Bohr entusiasmado y
les animó a publicar sus resultados.
El artículo de Otto
Frisch y Lise Meitner, donde se hablaba por primera vez del proceso de “fisión”
llegó a la sede de la revista Nature, en Londres, a mediados de enero de
1939 pero no sería publicado hasta un mes más tarde. Mientras tanto, el secreto
viajaba a través del Atlántico de la mano de Niels Bohr, quien creyendo que ya
estaba publicado, lo mencionaría en una conferencia de física indicando además
sencillas técnicas experimentales para demostrarlo. Los físicos experimentales
presentes se levantaron de entre la audiencia y aun con sus trajes de etiqueta,
fueron inmediatamente a sus laboratorios a repetirlo y confirmarlo.
Dos o tres días más
tarde, los periódicos nacionales informaban sobre los resultados y cuando los
artículos de Frisch y Meitner y de otros físicos alemanes que lo confirmaban de
forma independiente, fueron finalmente publicados, los laureles ya habían sido
depositados sobre otras cabezas, en este caso la de Enrico Fermi y la
Universidad de Columbia según The Times.
De cómo una carta puede desencadenar una reacción
en cadena.
Uno de los físicos presentes en aquella conferencia
fue el húngaro Leo Szilard, un visionario que ya en 1934 concibió y patentó la
noción de reacción en cadena: durante el proceso de fisión, además de los
fragmentos de fisión también se liberarían neutrones que a su vez producirían
una fisión en otro átomo de uranio y así sucesivamente. Si la reacción se
producía lo suficientemente rápido podría causar una explosión nuclear. Cuando
Szilard supo del descubrimiento de la fisión decidió que dicha información
debía mantenerse en secreto para evitar la posibilidad de que los alemanes pudieran
hacer una bomba atómica. Nadie mejor que los físicos exiliados podían entender
las consecuencias del hecho de que Alemania poseyera tal arma.
Pero la censura en
las publicaciones no llegaría hasta el año 1940 y para entonces los
Curie-Joliot en su laboratorio de París habían confirmado la existencia de los
neutrones que se sospechaba que debían existir durante el proceso de fisión
publicando el 19 de marzo de 1939 en la revista Nature un artículo que
llevaba por título “Liberación de Neutrones en una explosión nuclear de
Uranio”. Por otro lado, Niels Bohr y John Wheeler, mediante consideraciones
teóricas, encontraron que el isótopo fisionable del Uranio era el U-235, cuya
abundancia es solo de 0,7% y en noviembre de 1939 publicaban un clásico sobre
la teoría de la fisión, ese mismo mes estallaba la Segunda Guerra Mundial.
Debido a las
circunstancias de la inminente guerra, los científicos de ambos lados sintieron
la necesidad de informar a sus respectivos gobiernos del potencial militar de
la energía nuclear. Por el lado alemán, la alerta fue una carta fechada el 24
de abril de 1939, en la cual los profesores Hartech y Groth de la Universidad
de Hamburgo, informaban al responsable de la investigación en armamento del
German Army Weapons Bureau, de la posibilidad del uso de la recientemente
descubierta fisión nuclear como explosivo muy potente. En septiembre de 1939,
los principales científicos alemanes del área nuclear recibieron sus órdenes de
movilización, pero no al frente, sino a Berlín, donde bajo los auspicios de la
ordenanza militar formarían parte del llamado Club del Uranio (Uranverein).
En julio de ese
mismo año, Leo Szilard y Eugene Wigner visitaron a Einstein en su casa de
vacaciones de Long Island para alertarle de las posibilidades de la reacción en
cadena, quien sorprendido exclamó: ¡Nunca pensé en ello! Los tres miembros de
la llamada “conspiración húngara”, Szilard, Wigner y Teller, habían tenido
experiencias personales directas con el régimen nazi por lo que su nivel de
preocupación era cada vez mayor. Las noticias que llegaban de Europa sugerían
que el expansionismo alemán, que ya había conseguido Checoslovaquia, podía
llegar a anexionar Bélgica, cuyas colonias africanas eran ricas en mineral de
uranio. Szilard recordó que su antiguo colega Albert Einstein conocía
personalmente a la reina Elizabeth de Bélgica y pensó que quizás podría
alertarla en su nombre.
Fig.5 Einstein y Szilard, Wikimedia commons.
En agosto de 1939,
Szilard y Wigner se reunían de nuevo con Einstein, pero esta vez redactarían
una carta de alerta que finalmente harían llegar al presidente Roosevelt a
través de uno de sus consejeros económicos, Alexander Sachs. No sería entregada
hasta el mes de octubre de 1939, pero cumplió su propósito: convenció a
Roosevelt de que había que actuar y diez días más tarde se formaba el comité
Briggs, considerado como el germen del proyecto Manhattan.
Sin embargo, es
posible que sus efectos no fueran tantos como se le atribuyen, pues Briggs,
director del Bureau of Standards, en lugar de ampliar los limitados fondos de
los laboratorios de las universidades, anuló muchos proyectos y durante el
periodo siguiente solo hubo avances aislados fruto del esfuerzo personal más
que del apoyo oficial. A Fermi y Szilard, por ejemplo, les negaron 100.000$
para empezar a construir un reactor nuclear. A pesar de ello, consiguieron la
primera reacción en cadena autosostenida en diciembre de 1942, en una pista de
squash situada debajo de las gradas del estadio de futbol de la Universidad de
Chicago.
A partir de ese
momento el general Leslie Groves se puso al frente del proyecto, el cual sufrió
un cambio de escala en el esfuerzo por ganar la carrera a los alemanes. Todo
sería posible gracias al arte de coordinar todas las especialidades que el
proyecto requería. La ciencia, la ingeniería, la industria e incluso la
estructura militar se unieron en un esfuerzo conjunto sin precedentes que
culminó en la creación de equipos internacionales y la consecución de objetivos
en tiempo record. La dirección del proyecto y el diseño de la bomba se llevaron
a cabo en el Laboratorio Nacional de los Álamos bajo la dirección de Robert
Oppenheimer. La producción de plutonio en reactores y la posterior separación
se realizó en Handford Site y finalmente el enriquecimiento de uranio en el
Laboratorio Nacional de Oak Ridge. En 1945 el Proyecto Manhattan empleaba a
130.000 personas y había gastado lo equivalente a 20 mil millones de dólares
actuales.
Albert Einstein,
aunque firmo la carta que activó el programa y tuvo contactos con los grupos de
investigación que precedieron al Proyecto Manhattan resolviendo alguna consulta
puntual, nunca mostró interés por entrar en el proyecto. Si le hubiera
interesado no habría podido participar ya que el FBI lo consideraba un “riesgo
para la seguridad” por su faceta pacifista y su apoyo a causas de tinte
izquierdista.
Einstein, pacifista
convencido y amante de la cultura nipona, se arrepintió siempre de haber
firmado aquella carta.
La
investigación nuclear continúa también en Europa.
Tras su visita a EEUU en 1939, Niels Bohr regresó a
Copenhague dónde, a partir de la ocupación alemana permaneció aislado. Lejos
quedaban las veladas científicas en su acogedora casa de campo en Tisvilde,
donde sus visitantes disfrutaban del entorno y de la compañía de su familia,
donde Werner Heisenberg había aprendido a amar a Dinamarca y Erwin Schrödinger
cayó enfermo de agotamiento defendiendo su teoría ondulatoria. Lejos quedaban
también las intensas discusiones en el Instituto Niels Bohr hasta encontrar la
formulación correcta de su principio de complementariedad, mientras Werner
peleaba con el de indeterminación. Principios que no serían aceptados por
Einstein.
En Octubre de 1941,
aproximadamente año y medio después de la ocupación alemana, Bohr recibió la
visita de su colega y antiguo colaborador Werner Heisenberg, quien había
permanecido en Alemania y trabajaba en el programa de investigación nuclear
alemán del que llegaría a ser el líder. Los avances alemanes hasta ese momento
eran muy prometedores y alarmantes: tras la ocupación de Noruega disponían de
una fábrica de agua pesada, Checoslovaquia suministraba miles de toneladas de
compuesto de uranio y tras la ocupación de París y la toma del laboratorio de
los Joliot-Curie estaban a punto de completar un ciclotrón. Además de disponer
de la industria química más importante del mundo, el programa alemán contaba
con un cuerpo de físicos, químicos e ingenieros liberado de las demandas de la
guerra. Unos cuarenta físicos y químicos esparcidos en nueve grupos de
investigadores que se coordinaron para medir las constantes nucleares de los
materiales y concentrarse en la construcción del reactor.
Fig.6 Heisenberg y Bohr, Wikimedia commons.
Los viajes de
Heisenberg a los territorios ocupados formaban parte del programa de propaganda
cultural alemán. Aquella tarde del 16 de septiembre, Bohr y Heisenberg
mantuvieron un encuentro privado, nadie sabe exactamente de que hablaron. Es
uno de los eventos más controvertidos de la historia que ha quedado
inmortalizado en la obra de teatro Copenhague
(1998) escrita por Michael Frayn. De lo que no cabe ninguna duda es que
Bohr quedó muy alterado, se llevó la impresión de que Alemania estaba
trabajando en una bomba atómica.
Mientras tanto, en
Gran Bretaña las investigaciones científicas priorizaron el radar y la criptografía.
Pero los emigrados europeos de la Alemania Nazi no podían participar
directamente en estas tareas clasificadas, por lo que Otto Frisch, que había
abandonado Dinamarca, y el físico alemán Rudolf Peierls desarrollaron un método
para producir una bomba atómica basándose en los trabajos teóricos de Bohr y
Wheeler. Recalcularon la masa crítica de U-235 en unos pocos Kilogramos y
diseñaron procedimientos para enriquecer el U-235. A raíz de sus informes se
creó el comité MAUD para un modesto programa de investigación nuclear
dependiente de la empresa Tube Alloys con Chadwick como jefe técnico.
Existe una curiosa
historia sobre porqué este comité adoptó el nombre en clave de MAUD. Al
parecer, Lise Meitner transmitió en un cable la petición de la familia Bohr de
informar de su bienestar a una tal Maud Ray, Cuando el cable llegó a Gran
Bretaña el comité interpretó que ese nombre era un misterioso anagrama para
algo atómico y lo adoptaron.
En enero de 1943
los avances alemanes en investigación nuclear se habían frenado, con el
ejército empantanado en el frente ruso los apoyos económicos al proyecto se
anularon y la rivalidad entre los distintos grupos de investigación por
conseguir los materiales empezaba a hacer mella. Aquel año Bohr recibió una
invitación para pasar a Gran Bretaña donde su cooperación podía ser de gran
ayuda, pero él consideró que su deber era seguir al frente de su instituto,
pues todavía estaba convencido de la inaplicabilidad de los últimos
conocimientos nucleares. Sin embargo, en noviembre de ese mismo año, la noticia
de que los nazis se llevarían a todos los judíos daneses hizo que Bohr y su
familia pasaran a Suecia y desde allí a Inglaterra dónde sería nombrado
consultor de Tube Alloys. Fue entonces cuando reveló que Maud Ray Kent era el nombre
de la institutriz que enseñaba inglés a sus hijos.
Con el lanzamiento
del proyecto Manhattan y frente a la posibilidad de que el Reino Unido quedara
excluido, Churchill firmó con Roosevelt el acuerdo de Quebec, a partir del cual
se desarrolló una cooperación efectiva en materia nuclear entre los dos países.
Con este motivo, los científicos de Tube Alloys se trasladaron a EEUU. Bohr
viajó con el equipo británico y tras una breve estancia en Washington pasó a
Los Álamos donde revisó todas las fases de proyecto. Concluyó que “no
necesitaban mi ayuda para hacer la bomba” y decidió dedicarse a un problema
hasta entonces no abordado: las consecuencias de la existencia de la bomba en
el mundo de la posguerra.
La
caja de Pandora: “Se ha ganado la guerra, pero no la paz”.
“Cometí un gran error en mi vida cuando firmé la
carta al presidente Roosevelt recomendándole que se fabricaran bombas atómicas”
le confió Einstein a su amigo Pauling poco antes de morir, “pero había una
justificación: el peligro de que los alemanes la fabricaran”. “Si hubiera
sabido que ese miedo no estaba justificado… no habría participado en abrir esta caja de
Pandora”.
Alemania nunca
fabricó la bomba, los investigadores alemanes nunca obtuvieron plutonio. En 5
años de investigación, Alemania había fallado en conseguir una reacción en
cadena autosostenida que permitiera la producción de plutonio en cantidad.
En 1945, con
Alemania a las puertas de la derrota, Einstein volvió a escribir a Roosevelt,
esta vez estaba alarmado por el hecho de que Estados Unidos acabase usando el
arma. Desgraciadamente, Roosevelt murió en abril y nunca llegó a leer su carta:
Harry Truman, su sucesor, la encontró cerrada en su escritorio. El 6 de agosto
de 1945 la BBC Home Service anunciaba por radio que una bomba atómica
había sido lanzada sobre la ciudad de Hiroshima.
Fig.7 Bomba atómica. Creative commons Pixabay.
Einstein dedicó la última
década de su vida a alertar sobre los peligros de las armas nucleares y a
intentar que los países resolvieran los conflictos de forma pacífica. “Se ha
ganado la guerra, pero no la paz” decía en un discurso en el hotel Astoria de
Nueva York en diciembre de 1945. A pesar de ello, no creía que el secreto de la
bomba debiera ser entregado a las Naciones Unidas y a la Unión Soviética,
pensaba que el secreto debía ser depositado en manos de un gobierno mundial.
Para Bohr, que
desde 1944 analizaba las consecuencias de la existencia de la bomba en el mundo
de posguerra, era previsible una futura tensión entre Occidente y Rusia, por lo
que consideraba que el único medio de evitar una carrera armamentística era
tener un mundo abierto. El 26 de agosto de 1944 Roosevelt recibió a Bohr, quien
quedó completamente satisfecho creyendo en la posibilidad de ser encargado de
una misión exploratoria en la URSS, pero la obstinación de Churchill en no
comunicarse con los rusos sería aceptada por Roosevelt en una segunda
entrevista en Quebec. Bohr escribió un segundo memorándum a Roosevelt, quien
murió en abril sin recibirlo. Siguió entrevistándose con políticos, pero a
medida que la guerra fría se intensificaba, su voz era cada vez menos
escuchada.
Antes de terminar
la segunda guerra mundial, algunas de las personas encargadas de la fabricación
de la bomba atómica reconocieron la importancia de redactar un informe sobre su
trabajo, especialmente para exponer el enorme cambio que el descubrimiento
exigiría en la política mundial. Se publicaba así el conocido “Informe Smith”,
probablemente el que otorgó la paternidad de la bomba a Albert Einstein al
hacer gran hincapié en la importancia de su famosa fórmula. Una de las
consecuencias de la publicación del Informe Smith fue la creación de la
Comisión de Energía Atómica. Otras tentativas para establecer un control
internacional de las armas atómicas, como el plan Baruch, no fueron aceptadas,
pero los debates que suscitaron en el mundo entero no hubieran podido
producirse sin él.
Afortunadamente y
tal como sucedió en el mito de Pandora, en el que tras salir de la caja todos
los males se abrió por segunda vez dejando salir una maravillosa libélula
llamada Esperanza, en pocos años las aplicaciones pacifistas de la fisión
nuclear se desarrollarían en dos esferas generales: importantes usos médicos
con la producción de radioisótopos y la de producción de energía eléctrica.
Estos comienzos de uso no militar tendrían su punto de partida en la
Conferencia Internacional sobre los usos pacíficos de la energía atómica
mantenida en Ginebra en agosto de 1955 donde se dieron cita 1260 científicos y
800 observadores de 72 naciones para compartir más de 1200 publicaciones.
Unos meses antes,
en abril de 1955, moría Albert Einstein todavía atormentado por su contribución
en el desarrollo de la bomba atómica. “Es imposible anticipar cuando se
aplicará la energía atómica a fines constructivos” declaraba en noviembre 1945.
¡Ojalá hubiera podido aventurar que estos nuevos usos llegarían tan pronto!
(1) Albert
Einstein, Antoni Bosh, editor, Mis ideas y opiniones.
(2) Otto Robert Frisch, What little I remember.
(3) Chistopher Galfard, Blackie Books, Para entender a Einstein.
(4) Daniel R. Bes,
Niels Bohr y la bomba atómica (versión escrita de la charla dada en el C.A.R.I.
el 1 de septiembre de 2009.
(5) Jim Baggott, 2009 Icon books Ltd., Atomic, the first war of physics
and the secret history of the atom bomb: 1939-49.
(6) Arthur Holly Compton, The Atomic Quest: A Personal Narrative by
Arthur Holly Compton.
(7) David Irving, 1967, The Virus House, Germany’s Atomic Research and
allied counter-measures.
(8) Richard Rhodes, Simon &Schuste Paperbacks, The making of the atomic
Bomb.
Licenciada en Ciencias Físicas.
Gracias. Es un relato muy cuidado y muy bien estructurado.
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