Curiosidades de la física, parte II. - UAM-I

Curiosidades de la fı́sica, parte II
José Marı́a Filardo Bassalo,
Fundación Minerva, Prof. retirado de la Universidad de Pará
www.bassalo.com.br
Nuestro transporte al campus de la UnB, situado en
el ala norte del Plano Piloto, era con un omnibus llamado “Ziriguidum” que llevaba estudiantes y funcionarios. Pasaba generalmente alrededor de las siete de la mañana por la W3 Sur. A eso de la seis y media aparecı́a por la avenida ası́ que, cuando era visto por algún colega que se encontraba tomando el
baño en el único baño de la “república”, inmediatamente gritaba “Personal, el Ziriguidum está llegando. Vamos a apresurarnos para no perder el
transporte”.
Recibido: 6 agosto 2005
Aceptado: 23 abril 2007
El Instituto Central de Fı́sica Pura y Aplicada de la Universidad de Brasilia en 1965
En 1965, el Instituto Central de Fı́sica Pura y Aplicada de la Universidad de Brasilia (ICFPA/UnB) era
dirigido por el profesores Jaime Tiomno. Este Instituto formaba parte del Instituto Central de Ciencias (ICC), coordinado por el profesor Roberto Aureliano Salmerón. Por indicación del profesor Tiomno,
llegué al ICFPA en marzo de 1965, para estudiar
Fı́sica. Ya era un ingeniero civil formado, en 1958,
por la entonces Universidad de Pará y profesor de
Fı́sica del Núcleo de Fı́sica y Matemáticas de esa
universidad.
Recuerdo las canciones que en esa república Penna cantaba para los panaderos que a las tres de la
mañana cantaban la música de Aldemar Dutra Demasiado Sentimental:
Soy sentimental
lo soy demasiado
sé que soy ası́
porque ella me hace ası́
la música que yo
vivo para cantar.
Tiene un sabor igual
por eso se dice
cómo es sentimantal
y romántico el soñar.
Y lo sueño ası́
cantando estas canciones
para quien me ama.
Y quien halla alguien
como he hallado
verá que es natural
quedar como he quedado
cada vez más
sentimental.
Cerca de esa panaderı́a se encontraba el Restaurante
Roma donde ı́bamos a almorzar todos los domingos
y siempre eramos atendidos por el mesero Francisco. Comı́amos pollo con diferentes acompañamientos: farofa,1 batata frita, puré de batata, talları́n, etc.
En ese Instituto fueron mis profesores: Salmerón
(Fı́sica Atómica I), Tiomno (Electromagnetismo I,
II), Dione Craviero Pereira da Silva (Electrónica
Básica I, II), Fernando de Souza Barros (Fı́sica
atómica II) y Marco Antonio Raupp (Variable compleja y Matemáticas para Fı́sicos).
También enseñaban en ese mismo Instituto (desafortunadamente no estudié con ellos), los profesores Elisa Frota Pessôa y Ramiro de Porto Alegre Muniz,
y los profesores extranjeros, la argentina Suzana de
Souza Barros y los franceses Michel Paty y Georges Durupthy.
Además de muchos alumnos brasileños, estudiaban
bolivianos, nicaragüenses y ecuatorianos. Nuestra
experiencia como estudiantes de la UnB tuvo varios episodios que marcaron mi vida. A continuación mencionaré algunos.
Junto con Antônio Oliveria, Augusto Dias, Carlos
Lima, Fernando Penna y otros compañeros, viviamos en una “república”, en la parte alta de la panaderı́a Bambina. En otra “república”. sobre la misma
panaderı́a, moraban Angel, Villavicencio, Jiménez,
Newton Theophilo.
1 Torta de huevos con harina de mandioca, aceitunas, cebollas y otros ingredientes.
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regado con vino tinto de la marca Precioso. La entrega de cada plato era anunciada por el señor Francisco de la siguiente manera: “Un pollo con farofa para
el señor. Un pollo con fritas para el señor” y ası́ sucesivamente. Terminaba “Luego traeré el Precioso para los señores”.
Nuestra vida como alumnos del ICFPA/UnP fue
bastante dura. Ası́, por ejemplo, además de resolver cerca de cuarenta ejercicios por semana de las
disciplinas que cursaba, tenı́a que corregir alrededor de 600 ejercicios de casi 200 alumnos del profesor Salmerón de los cursos de Fı́sica I y II. Esa vida difı́cil, sobre todo por la resolución de los ejercicios, me llevó a la siguiente conversación con mi
colega Sergio Joffily: “Sabes, Sergio, cuando se comienza a errar en la solución de un problema, no
se acierta nunca”. Esta frase me la recordaba Sergio siempre que nos encontrábamos en el Centro
Brasileño de Investigaciones Fı́sicas (CBPF en Rı́o
de Janeiro, donde él trabajaba. Con todo, recientemente, me dijo: “Bassalo, leı́ la autobiografı́a de
Wheeler2 y debes reformular la frase por: Errar para
acertar más rápido”.
La dura vida descrita arriba estaba permeada por
algunos episodios polı́ticos. Presentaré tres de los
que se refieren a la crisis polı́tico ideológica que culminó con la dimisión en masa de 223 profesores3 y
el despido del profesor Paty.4
En una reunión (con la presencia del entonces rector Zeferino Vaz), se discutı́a la idea fija de los militares de expulsar a los “revolucionarios” radicales
y los comunistas “indeseables” de la UnB y las consecuencias de esa insensatez para profesores y alumnos. El profesor Salmerón argumentaba acerca de
lo que representarı́a para el futuro de Brasil la llegada del ciclotrón, prometido por el General Charles de Gaulle en su visita a Brasil como presidente de Francia en octubre de 1964. Esa argumentación fue tan convincente que llevó a mi colega argentino, Carlos Carreta, a hacer el siguiente comentario: “Bassalo, el profesor Salmerón es un auténtico dialéctico–marxista”.
2 John Archibald Wheeler, Kennerth Ford. Geons, Black
Hole and Quantum Foam: A life in Physics. W. W. Norton
& Company, 1998.
3 Crisis descrita en el libro del profesor Salmerón (A
Universidade Interrompida: Brasilia. 1964–1965. Editora da
UnB, 1998)
4 Publicado en Roberto Salmeron Festschrift: A Master
and a Friend. ALAFEX, 2003
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El otro episodio fue promovido por los estudiantes
de la UnB, que se manifestaron contra la destrucción de su institución de enseñanza. En una de esas
manifestaciones, tomaron el restaurante universitario en protesta por el crimen que estaban cometiendo
los militares. El profesor Salmerón subió a una mesa y pidió a los alumnos que no cometiesen ningún
desatino. Como no le hicieron caso, gritó: “Encontes, ustedes no son más mis amigos”.
Esa actitud del profesor Salmerón provocó el siguiente comentario de Augusto Dias: “Bassalo, Salmerón
es un verdadero gentleman. Las personas lo pisan y
él pide disculpas”. La educación refinada del profesor Salmerón serı́a puesta a prueba cuando, al bajar en el elevador de su oficina, junto con un civil poderoso y ardiente defensor de la acción militar en la UnB, gentilmente dijo “no” a la invitació que éste le hizo para aceptar las renuncias de los
profesores y, con eso, hacerse rector de la UnB.
Esa invitación fue formulada, según ese ciudadano,
por el mismo Presidente de la República, el mariscal
Humberto de Alencar Bastelo Branco.
El tercer episodio ocurrió dı́as después de la invasión militar del campus de la UnB del 11 de octubre de 1965. Con la expulsión del profesor Roberto Las Casas y de más de 15 profesores, los demás
maestros, junto con alumnos y funcionarios, hicieron una reunión para discutir las expulsiones iniciadas alrededor de las 8 de la noche y que terminaron al amanecer del siguiente dı́a, 19 de octubre de 1965; a esa reunión asistimos los “republicanos de la Bambina”. Después de muchas discusiones, a favor y en contra de las expulsiones5 la asamblea concluyó con la petición de renuncia en masa de 223 profesores de la UnB, el 80 % del cuerpo docente.
A continuación presentaré dos episodiós hilarantes. El primero aconteció, probablemente, en septiembre de 1965. Cierto dı́a el profesor Salmerón
entró risueño al ICC. Preguntamos la razón y respondió: “Imaginen que Laerte Ramos de Carvalho
nos mostró, ahora, en la rectorı́a, la serie de telegramas que estaba recibiendo de profesores extranjeros felicitándolo por su actitud”. Ese profesor paulista, que vino a sustituir al profesor Zeferino para destruir la UnB en 1 de septiembre, no entendı́a, observó el profesor Salmerón, que esos profesores extranjeros estaban convencidos de que el rector de5 El profesor Roberto Lira Filho era el lı́der de los defensores de los expulsados
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fendı́a su universidad contra la intervención militar,
y nunca pudieron concebir que él, el rector, era el instrumento mismo de esa intervención.
El otro episodio sucedió por ocasión de la edición del
Acta Institucional No. 2 del 27 de octubre de 1965,
que disolvió los partidos palı́ticos. Estábamos reunidos en una sala con varios colegas para escuchar por
la radio la emisión de esa Acta. Al concluir de hablar el presidente Castelo Branco, Jiménez se volvió hacia mı́ para decir: “Bassalo, la democracia en
su paı́s no se fue, murió”.
Para terminar esta sección contaré otros episodios
que cambiaron el rumbo de mi vida. El primero ocurrió el 6 de septiembre de 1965. Yo habı́a llegado
a la UnB para estudiar fı́sica dejando mi profesión
de ingeniero de caminos y calculista, porque deseaba ser investigador. Con todo, la crisis de esa universidad me dejó atónito y sin rumbo. Y fue ası́ que
salı́ temprano en la mañana de la “república” donde morábamos pensando en mi situación.
De noche, al regresar a casa, estaba con un dolor de
cabeza infernal y dolores de estómago. Ahı́ fui auxiliado por mi colega Novello. Él salió conmigo en busca de una farmacia en la avenida W3 Sur para comprar un remedio. Este hecho fue recordado por mı́ a
Novello cuando me encontré con él en el CBPF en
Rı́o de Janeiro. Al recordar su actitud “samaritana” me dijo que, desafortunadamente, no lo recordaba. Entonces le dije: “Novello, tiene razón el gran
poeta ruso Mayakovski cuando dice que las personas sólo recuerdan las cosas ruines que ocurren en
su vida. Para mı́, esa situación era ruin. Sin embargo, para Usted, era un gesto de bondad, un rasgo caracterı́stico de su personalidad”.
Aprovecho la oportunidad para decir que Novello ya
habı́a manifestado su gran entusiasmo por las relatividades de Einstein en 1965, cuando al llegar a
nuestra “república”, me mostró el libro que acababa de adquirir Principles of Modern Physics6 del fı́sico norteamericano Robert B. Leighton, que trata de
las relatividades en su primer capı́tulo. Para concluir, el último episodio de la frustrada “saga brasileña” ocurrió en la vı́spera de mi regreso a Belém, al
final de octubre de 1965. Fuimos, yo y algunos colegas de nuestra “república” a casa de nuestro maestro, el señor Raupp.
Su casa estaba vacı́a pues ya habı́a embarcado los
muebles y enseres, y la familia, de regreso a su ciu6 McGraw–Hill,
1959
dad natal, Porto Alegre. Como un verdadero gaucho, nos servı́a el vino colocando la garrafa de cinco litros en el hombro derecho y vertı́a el lı́quido en
nuestras copas. El vino que bebı́amos estaba mezclado con lágrimas por la pérdida de la Universidad Utópica de Darcy Ribeiro. Aclaro que, como la
Universidad habı́a acabado por la renuncia voluntaria de sus más de doscientos profesores, éstos no tuvieron niguna ayuda financiera para cambiar de residencia. Ası́, el profesor Raupp tuvo que vender algunos de sus libros para costear gastos. Recuerdo
que le compré dos libros, Electrodynamics7 y el famoso libro de Linus Pauling y E. B. Wilson: Introduction to Quantum Mechanics8 .
Este apartado es un homenaje al fı́sico brasileño
George Emanuel Avraam Matsas, quien me sugirió que lo escribiese por ocasión del Workshop: Estrategias para la Fı́sica de Altas Energı́as en Brasil efectuado en el Instituto de Fı́sica de la Universidad de Brasilia los dı́as 11 y 12 de agosto de 2005,
y fue coordinado por Marcos Maia.
Los fı́sicos y los anagramas de
sus descubrimientos
En el s.XVII existı́a cierta cautela entre los fı́sicos
cuando se trataba de hacer públicos sus descubrimientos. En efecto, el fı́sico Robert Hooke (1635–
1703) enunción en 1678 su famosa ley que relaciona la tensión con la deformación bajo la forma de
un anagrama: ceiinosssituv, traducido por él en 1680:
Ut tensio, sic vis, o sea “Como la deformación, ası́ la
fuerza”.
A su vez, el fı́sico y astrónomo italiano Galileo Galilei (1564–1642) frecuentemente anunciaba sus descubrimientos con el telescopio bajo la forma de anagramas. Ası́ cuando observó Saturno en forma de trillizo (1610) escribió el siguiente anagrama: Salve umbistineum geminatum Martia proles. A pesar de que
el astrónomo alemán Johannes Kepler (1571–1630)
intentó esforzadamente descifrarlo, no lo consiguió.
Galileo entregó la solución del acertijo al Emperador romano–austriaco Rodolfo II (1552–1612): Altissimum planetam tergeminum observavi, esto es:
“Observé un planeta más alto (Saturno) en forma
de trillizo”.
Cuando Galileo descubrió las fases de Venus escribió el siguiente anagrama: Haec immatura a me iam
frusta legantur o y. Nuevamente Kepler intentó descifrarlo sin éxito, por lo que escribió una carta a
7 Arnold
Sommerfeld. Academic Pres, 1952
8 Addison–Wesley
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Portada de Diálogos de Galileo.
Manuscrito de Leonardo da Vinci.
Galileo: “Le suplico no esconder por mucho tiempo la solución. Debe saber que está tratando con alemanes honrados. . . le recuerdo las confusiones que
me provoca vuestro silencio”. Sólo más tarde Galileo mandó la solución a Giuliano de Medici, embajador de Toscana del Sacro Imperio Romano, en Praga: Cynthiae figuras aumulatur mater amorum, esto es: “La madre del amor (Venus) imita las formas
de Cı́ntia (Luna)”. La tradición de esconder los descubrimientos también fues seguida por el artista e inventor Leonardo da Vinci (1452–1519) que usaba la
escritura invertida, de modo que se podı́a leer solamente usando un espejo.
Hitler, Planck y los judı́os comunistas
El lı́der del Partido Nacional Socialista, el alemán
Adolfo Hitler (1889–1945) fue nombrado Canciller
del Reich en 1933 asumiendo el poder de Alemania. Tiempo después, el fı́sico alemán Max Karl Ernest Planck (1858–1947, premio nobel de fı́sica en
1918), en calidad de Presidente de la Sociedad Emperador Guillermo, le hizo una visita de cortesı́a. Para entonces ya habı́a comenzado la persecución de
los judı́os. En la conversación con el Führer, Planck
intentó defender a su colega judı́o, el fı́sico quı́mico alemán Fritz Haber (1868–1934, premio nobel de
quı́mica en 1918), célebre por el descubrimiento de
un método para sintetizar amoniaco (NH3 ). Después
de hablar Planck del talento cientı́fico de su amigo
Haber y de las cualidades culturales de algunas familias judı́as alemanas, Hitler le respondió: “Contra los judı́os, en esencia, no tengo nada. Sin embargo, los judı́os son todos comunistas y éstos son
enemigos mı́os, contra ellos lucho”. Anoto que, por
haber conspirado contra los nazis, el hijo de Planck fue fusilado en 1944.
Por su lado, el fı́sico y matemático inglés Sir Isaac
Newton (1642–1727) que, entre 1665 y 1666 inventó las fluxiones (hoy cálculo diferencial), las mantuvo como arma secreta. Los descubrimientos que
hizo, principalmente la ley de gravitación universal, eran comunicados mediante la matemática convencional que, en su época, era básicamente la geometrı́a euclideana, como se puede ver en su famoso libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica9 Nótese que hoy los cientı́ficos no usan más los
anagramas, sin embargo el estilo es casi cifrado, pues
raramente un no especialista es capaz de sacar provecho de esos descubrimientos.
9 Great Books of the Western World, Vol. 32. Encyclopaedia Britannica, Inc. 1993
Las cámaras de niebla (Wilson)
y de burbujas
Durante 40 años la técnica experimental utilizada
para la detección de partı́culas elementales fue la
cámara de niebla, inventada por el fı́sico escocés,
naturalizado inglés, Charles Thomson Rees Wilson
(1868–1959, premio nobel de fı́sica en 1927), en 1911.
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Fotografı́a de rastros en una cámara de burbujas.
Cámara de burbujas de Brookhaven.
Veamos cómo ocurrió esa invención. Trabajando en
el Cavendish Laboratory de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, Wilson hizo un estudio intensivo del comportamiento de los iones en los gases ya
que, como meteorologista, su principal objeto de trabajo eran las nubes. Pues bien, intentando reproducir el efecto de ciertas nubes en los picos de las
montañas, el modeló una forma de expander el aire húmedo en recipientes sellados. Observó entonces que la expansión enfriaba el aire de modo que
se volvı́a supersaturado y la humedad se condensaba sobre las partı́culas de polvo.
De ahı́ tuvo la idea de que si un haz de partı́culas cargas atravesaba un vapor superenfriado, éste
se condensarı́a en pequeñas gotas alrededor de esas
partı́culas, razón por la que este dispositivo fue conocido como cámara de niebla o cámara de Wilson.
El resultado de ese trabajo fue publicado en Proceedings of the Royal Society of London A85, p.285, en
1911. Como este dispositivo fue muy útil para el estudio de la radioactividad y de los rayos catódicos los
primeros 50 años del siglo XX, Wilson recibió, junto en el fı́sico norteamericano Arthur Holly Compton (1892–1962) el premio nobel de fı́sica de 1927.
La cámara de Wilson fue sustituida por la cámara de
burbujas, inventada por el fı́sico norteamericano Donald Arhur Glaser (1926–, premio nobel de fı́sica en
1960) en 1952. Veamos cómo llegó a este invento. Al
comenzar la década de 1950, Glaser trabajaba en la
Universidad de Michigan en Ann Arbor; estaba en
un bar cuando al abrir una botella de cerveza y observar que burbujeaba, tuvo la intuición de construir
un dispositivo semejante a la cámara de Wilson basado en el principio que hacı́a burbujear a la cerveza.
Glaser pensó entonces que cuando disminuye bruscamente la presión ejercida sobre un lı́quido en el lı́mite de ebullición se forma un gran número de burbujas durante el estado metaestable entre las fases gaseosa y lı́quida; sin embargo, al aumentar la presión
desaparecen las burbujas.
Con esta idea comenzó a construir su cámara. Empleó inicialmente éter etı́lico y lo mantuvo a una
temperatura superior al punto normal de ebullición
pero sin posibilidad de hervir por la presión aplicada, con ello se volvió un lı́quido supercalentado.
Ası́, pensó Glaser, cuando las partı́culas ionizantes atravesasen el lı́quido, al momento de una descompresión adiabática, se formarı́an pequeñas burbujas a lo largo de la trayectoria de las partı́culas, en forma análoga a la formación de gotı́culas de niebla en la cámara de Wilson. Cuando las
burbujas han crecido lo suficiente, se dispara un
poderoso flash electrónico y se hacen fotografı́as
estereoscópicas de la cámara.
Glaser observó posteriormente que la sustitución de
éter etı́lico por hidrógeno lı́quido aumentaba la eficiencia del dispositivo. Es oportuno anotar que la
gran ventaja de la cámara de burbujas respecto a la
de niebla se debe al hecho de que el lı́quido sobrecalentado tiene una densidad mil veces mayor que la
del gas, lo que hace posible un mayor número de colisiones entre las partı́culas ionizantes y los blancos
Curiosidades de la fı́sica, II. José Marı́a Filardo Bassalo
(las partı́culas de lı́quido); en consecuencia las trayectorias de las partı́culas ionizantes son más cortas.
Las primeras observaciones de la formación de burbujas por un ion en un lı́quido sobrecalentado, —idea
central de la cámara de burbujas— fueron presentadas por Glaser en 1952 en Physical Review 87, p.665
Galileo, la Iglesia Católica y los personajes de
sus “Diálogos”
El libro que llevó al fı́sico y astrónomo italiano Galileo Galilei (1564–1642) a ser condenado por la Santa Inquisición fue el Diálogo sobre los dos grandes sistemas del mundo, nombre dado por Maffeo Barberini (1568–1644) entonces Papa Urbano
VIII, en sustitución al nombre Diálogos sobre el
flujo y reflujo de los mares escogido inicialmente
por Galileo.
En ese libro, publicado en 1632, Galileo mostraba entre otras cosas que las mareas podı́an explicarse por
el movimiento de la Tierra, lo que apoyarı́a al modelo copernicano. Conviene precisar que la sentencı́a
condenatoria de Galileo no fue firmada por tres cardenales de la Santa Inquisición; entre ellos estaba el
cardenal Francesco Barberini, primo de Maffeo Barberini. Con todo, el hermano menor de Maffeo, Antonio Barberini (1696–1646) fue uno de los acusadores de Galileo. Señalemos que Galileo murió lúcido, el 9 de enero de 642, rodeado de amigos y discı́pulos, entre ellos los fı́sicos italianos Benedetto Castelli (1577–1644), Evangelista Torricelli (1608–1647) y
Vicenzo Viviani (1622–1703).
En la tumba de Galileo están escritas las palabras
Eppur si muove “Sin embargo, se mueve” que murmuró durante su juicio. En el libro intitulado Galileo10 el escritor e historiador Stillman Bayant Drake (1910–) defiende la siguiente tesis: Galileo fue un
partidario entusiasta no del modelo de Copérnico,
sino del futuro de la Iglesia Católica y de la fe religiosa contra cualquier descubrimiento cientı́fico. Para mostrar esa religiosidad, Drake cita una de las frases del cardenal Cesare Baronius (1538–1607) que
Galileo usó en 1615 cuando lo acusaron de propagar ideas contra las Sagradas Escrituras: “La Biblia
nos dice cómo ir al Cielo, no cómo caminan los cielos”. Anotemos que la hija mayor de Galileo, Virgina, entró a un convento franciscano donde tomó el
nombre de hermana Marı́a Celeste.
Una de las principales razones por la cuales Galileo optó por escribir sus dos libros Diálogo sobre los dos grandes sistemas del mundo (1632) y
10 Publicaciones
Don Quijote, 1981
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Dos nuevas ciencias (1638) fue que, durante el siglo XVI, la forma de diálogo se habı́a vuelto muy
popular, sobre todo en los libros destinados a educar al pueblo. En esos dos libros las conversacones
se establecen entre tres personajes: Salviati, que representa al mismo Galileo, Simplicio, defensor de
Aristóteles, y Sagredo, que representa a un observador imparcial e inteligente. Esos nombres fueron escogidos por Galileo para homenajear a dos de sus
amigos.
Filippo Salviati (1582–1614) era un patricio florentino en cuya casa Galileo se reunı́a con otros intelectuales para discutir problemas, por ejemplo la condensación y rarefacción, temas principales de discusión entre aristotélicos y atomistas. Giovanfrancesco
Sagredo (1571–1620) era un noble veneciano que estudió con Galileo y a quien éste acudı́a cuando tenı́a
necesidades financieras. Sagredo era un hábil técnico
cientı́fico que llegó incluso a modificar el termoscopio inventado por Galileo, usado por su amigo común
el médico Santorio Santorio (1561–1636) que laboraba en Venecia.
Simplicio de Cilicia (500–549) era un filósofo griego que halló la fama en la Edad Media por sus comentarios a las obras de Aristóteles. La primera edicion del libro Diálogos sobre dos nuevas ciencias estaba compuesta de sólo cuatro jornadas. En las dos
ediciones siguientes (1674 y 1718) habı́a dos jornadas más, donde la quinta trataba la interpretación
del Libro V de la Geometrı́a de Euclides. Esta quinta jornada fue dictada por Galileo a su discı́pulo Viviani porque ya se hallaba ciego. En la sexta jornada, Galileo discute el choque de dos cuerpos, donde Simplicio es sustituido por Aproino. Paolo Apronio (1586–1638) era un noble de Treviso, discı́pulo y gran amigo de Galileo en su estancia en Padua. La sexta jornada fue dictada por Galileo a
Torricelli.
La alquimia de Rutherford y el descubrimiento del protón, del neutrón, de la radioactividad y la fisión nuclear
En una entrevista de la revista Ciência Hoje Vol.4,
jan/fev 1983, el fı́sico austriaco Guido Beck (1903–
1988) cuenta una anécdota curiosa del fı́sico inglés
Lord Ernest Rutherford (1871–1937, premio nobel de
quı́mica en 1908). El descubridor del núcleo atómico trabajaba en Manchester, Inglaterra, hacia 1918,
en el gran sueño de los alquimistas que, como todos sabemos, es la trasmutación de los elementos
quı́micos, cuando recibió una misión del Gobierno
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Inglés para ir a Parı́s a discutir con el fı́sico francés
Paul Langevin (1876–1946) un nuevo dispositivo de
ultrasonido que éste se encontraba desarrollando
para detectar submarinos (Inglaterra y Francia se
habı́an aliado contra Alemania en la Primera Guerra
Mundial).
Rutherford declinó la invitación alegando que no
tenı́a tiempo para ella. Envió entonces el Gobierno
inglés una orden de servicio para Rutherford a la que
respondió de la siguiente manera: “Ahora no puedo, quizás más tarde, pues si rompo un átomo esto será más importante que vuestra guerra”. Hoy todos sabemos que la fisión del átomo (rotura) sólo se
hizo posible por los experimentos que Rutherford hizo en esa época.
Una trasmutación real fue presentada por él en Philosophical Magazine 37, pp.537, 571, 581. (1919) al
describir una reaccion nuclear donde una partı́cula α (núcleo de helio) al atravesar un cilindro con
nitrógeno, trasmuta a éste en oxı́geno con la emisión de un protón de acuerdo a la siguiente reacción nuclear:
2 He
4
+ 7N14 −→ 8O17 + 1H1
reacción considerada hoy como el descubrimiento del protón. Puesto que Rutherford trasmutó al
nitrógeno en oxı́geno se le considera el “primer
alquimista”.
Durante la década de 1930 se realizaron muchos experimentos similares en Inglaterra por el fı́sico inglés
James Chadwick (1891–1974, premio nobel de fı́sica en 1935) y en Francia por el matrimonio Joliot–
Curie, Irene (1897–1956, premio nobel de quı́mica en
1935) y Frédéric (1900–1958, premio nobel de quı́mica en 1935).
El experimento realizado por Chadwick en 193211
donde bombardeó boro con partı́culas α se considera
el descubrimiento del neutrón:
2 He
4
+ 5B11 −→ 7N14 + 0 n1
Por otro lado, el experimento efectuado en 193412
por el matrimonio Joliot–Curie donde bombardearon
aluminio con partı́culas α produjo el primer isótopo radioactivo de fósforo, se considera como el descubrimiento de la radioactividad artificial:
2 He
4
+
27
13Al
−→
30
15P
+0 n1
11 Proceedings of the Royal Society of London A136, p.696,
735 y en Nature 129, p.312
12 Comptes Rendus de l’Academie des Sciences de Paris
198, p.254, 559 y Nature 133, p.201
El matrimonio Joliot–Curie en su laboratorio.
Es oportuno recordar que, con los neutrones obtenidos con reacciones de ese tipo, el fı́sico italiano
Enrico Fermi (1901–1954, premio nobel de fı́sica en
1938) y su equipo de la Universidad de Roma, los
fı́sicos italianos Franco Rama Dino Rasetti (1901–
2001), Edoardo Amaldi (1908–1989), Emilio Gino
Segrè (1905–1989, premio nobel de fı́sica en 1959)
y el quı́mico itlaiano Oscar D’Agostino (1901–), en
193413 produjeron la primera fisión nuclear al bombardear 92 U238 con neutrones. Con todo, ellos pensaban haber obtenido un nuevo elemento transuránido, al cual Fermi llamó uranio X.
Anótese que Fermi recibió presiones del gobierno
fascista italiano para llamar a ese nuevo elemento quı́mico littorio, tal como se llamaban los oficiales romanos que portaban los haces romanos como
insignia.
En 193814 fue realizada una nueva reacción de fisión
nuclear por los quı́micos alemanes Otto Hahn (1879–
1968, premio nobel de quı́mica en 1944) y Fritz
Strassmann (1902–1980) y la fı́sica sueco austrı́aca
Lise Meitner (1878–1968) al bombardear uranio con
neutrones lentos. Además de los resultados ya esperados, uno fue aparentemente absurdo: la presencia de bario en vez de radio como uno de los productos finales de la reacción. Eso indicaba que el
neutrón podı́a inducir la partición del átomo de uranio en dos átomos de masas comparable. Esta partición fue interpretada por Lise y su sobrino, el fı́sico austro alemán Otto Robert Frisch (1904–1979) en
193915 como una fisión nuclear tal como ocurre en
13 Nature
133, p.898
14 Naturwissenchaften
15 Nature
26, p.475
143, pp.239, 471
Curiosidades de la fı́sica, II. José Marı́a Filardo Bassalo
71
la siguiente reacción (en notación actual):
1
235
0 n +92 U
−→
54Xe
140
+36 Sr94 +20 n1 +γ+200MeV
donde los elementos de la desintegración son el xenón
140
y el estroncio 36 Sr94 , además de la radiación
54 Xe
γ y la energı́a liberada 200 MeV. El nombre de “fisión nuclear” fue propuesto a Frisch por el bioquı́mico norteamericano William A. Arnold en analogı́a
con la división celular de una bacteria. Rutherford rechazó la posibilidad de aprovechamiento de la
energı́a liberada por la fisión nuclear en 1933 “Cualquiera que espere obtener una fuente de energı́a a
partir de la trasmutación de átomos está soñando”.
Rutherford murió en 1937 sin ver que su frase estaba completamente equivocada pues, el 2 de diciembre de 1942, Fermi y un equipo de 42 cientı́ficos de
la Universidad de Chicago, construyeron la primera pila atómica con la fisión nuclear controlada de
un isótopo de uranio, el U235 .
Rutherford (“Faraday” del siglo XX),
la cancelación de una integral, la filosofı́a y el
uso de transparencias
Cierta ocasión en que el fı́sico inglés Lord Ernest
Rutherford (1871–1937, premio nobel de quı́mica en
1908) daba su clase se tropezó con una integral que
debı́a ser cancelada para poder llegar al resultado
que él ya conocı́a. Como habı́a olvidado la razón de
su eliminación, la quitó sin la menor ceremonia afirmando que lo hacı́a porque la diferencial que aparecı́a en el integrando era un infinitesimal.
En otra ocasión, estaba conversando con el filósofo inglés Samuel Alexander (1859–1938), autor de
la Metafı́sica de la Evolución Emergente. le dijo:
“Cuando Ud. Alexander, piensa en todo lo que ha dicho y todo lo que ha escrito durante los últimos treinta años ¿a qué se reduce? ¡Palabrerı́a! ¡Palabrerı́a!”.
Alexander replicó entonces: “Y ahora, Rutherford,
tengo la certeza de que le gustará que le diga una verdad al respecto. Usted es un salvaje —un noble salvaje, admito— pero un salvaje de cualquier modo”.
Otra historia de Rutherford es la siguiente. Cuando el fı́sico ruso Piotr Leonidovich Kapitza (1893–
1984, premio nobel de fı́sica en 1978) trabajaba con
el descubridor de las radiaciones alfa y beta, en Cambridge, Inglaterra, recibió su consejo acerca de cómo
presentar los trabajos en la Royal Society of London; Rutherford le recomendó lo siguiente a Kapitza: “No presente muchas transparencias pues cuando la sala está oscura, alguien del público aprovecha para salir”.
Reactor de Oak Ridge.
Conviene decir que Rutherford hizo una serie de importantes descubrimientos, tanto en fı́sica cuando en
quı́mica. Entre los más importantes destacan:
1. La teorı́a de decaimiento radioactivo, con la que
mostró, en colaboración con el fı́sico alemán
Hans Wilhelm Geiger (1882–1945) en 1908, que
la partı́cula α emitida por los elmentos radioactivos, descubiertos por los fı́sicos franceses Antoine Henri Becquerel (1852–1908, premio nobel de fı́sica en 1903) y el matrimonio Curie, no
era sino el elemento quı́mico helio (4 He2 ).
2. El núcleo atómico, en 1911.
3. La primera trasmutación nuclear, en 1919.
Rutherford era un excelente fı́sico experimental dotado de una rara intuición, al punto que Kapitza, quien trabajó con él, lo llamó “el Faraday del
siglo XX”.
Mendeleyev y la Tabla Periódica
de los Elementos
El descubrimiento de la Tabla Periódica de los Elementos realizada por el quı́mico ruso Dmitri Ivanovich Mendeleiev (1834–1907) fue casi accidental. En
sus aulas, como profesor de la Universidad de San
Petersburgo, buscaba explicar a sus alumnos de una
manera más práctica las propiedades de los elementos quı́micos.
Él distribuı́a esos elementos en tarjetas y las colocaba en diferentes secuencias hasta que encontró la
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ContactoS 64, 64–72 (2007)
secuencia hoy universalmente conocida. Su tabla
comenzaba con el éter luminı́fero, seguı́a con el
hidrógeno. El 1 de marzo de 1869 la imprimió separadamente y la incorporó después en la segunda edición de su clásico libro Principios de Quı́mica. Con todo, en el libro Un sentido del futuro16 el escritor polaco (naturalizado inglés) Jacob Bronowski
(1908–1974) hace la siguiente afirmación: “Si Mendeleiev hubiese colocado el helio de la manera correcta, no habrı́a conseguido ajustar sus tarjetas en
la secuencia apropiada; el helio era ya un gas conocido. Recordemos que en 1868 los astrónomos, el
inflés Sir Joseph Norman Lockyer (1836–1920) y el
francés Pierre Jules César Janssen (1824–1907), descubrieron independientemente la presencia de helio
en la atmósfera del Sol al combinar estudios espectroscópicos y fotográficos de las manchas y protuberancias solares.
Lockyer lo llamó helio por ser el término griego para nombrar al Sol. Anotamos que este elemento fue
encontrado en la Tierra en 1895 por el quı́mico escocés Sir William Ramsay (1852–1916, premio nobel de quı́mica en 1904).
Alfvén y la central atómica sueca
La magnetohidrodinámica (MHD) que estudia al
plasma (gas de iones) en campos magnéticos, vio
los primeros trabajos realizados por el fı́sico sueco
Hannes Olof Gösta Alfvén (1908–1995, premio nobel de fı́sica en 1970), en 1942, al demostrar la forma que una onda electromagnética adquiere al propagarse en un gas de iones. Gracias a esto, se volvió un fı́sico de fama mundial. Pues bien, cuando el
gobierno sueco programó la construcción de una central atómica, en Markiven, Alfvén se opuso violentamente a su construcción. En represalia a esa actitud, el gobierno cortó su presupuesto de investigación. Las crı́ticas que Alfvén hizo al proyecto estaban fundamentadas, al punto que, después de construida, tuvo que cerrar. Después del fracaso pasó a
usar combustóleo.
Debido a los distintos conflictos que tuvo con el
gobierno sueco, Alfvén decidió dejar Suecia y, en
1967, fue a trabajar a la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos. En ese paı́s continuó sus crı́ticas a los reactores nucleares, principalmente en términos de seguridad. En junio de 1972,
el gobierno sueco consiguió impedir que Alfvén diese una conferencia en la Universidad de Estocolmo sobre reactores y ambiente humano. La explica16 Editora
Universidade de Brasilia, s/d.
ción de las autoridades suecas se debı́a “al caracter
controversial del tema”.
Los formalismos matemáticos rivales
de fines del siglo XIX
A fines del siglo XIX, rivalizaban dos formalismos
matemáticos: la teorı́a de los cuaterniones desarrollada por el matemático irlandés William Rowan Hamilton (1805–1865) en su célebre libro Lectures on
Quaternions, publicado en 1853 y difundido por el
fı́sico y matemático inglés Peter Guthrie Tait (1831–
1901) en su libro Elementary Treatise on Quaternions, publicado en 1867. El otro formalismo era
el análisis vectorial, desarrollado independientemente por el fı́sico y quı́mico norteamericano Josiah Willard Gibbs (1839–1903) en su libro Elements of Vector Analysis de 1881, y por el fı́sico e ingeniero electricista inglés Oliver Heaviside (1850–1925) quien lo
usó en su libro Electromagnetic Theory cuya primera edicion fue en 1893. La disputa entre estos
dos formalismos era tan acérrima que habı́a crı́ticas sarcásticas entre sus defensores. Por ejemplo, al
respecto de los cuaterniones, Heaviside decı́a que para estudiarlos el mejor instrumento eran los mismos
cuaterniones.
Tait decı́a acerca de los vectores de Heaviside que
eran una “especie de monstruo hermafrodita, compuesto de las notaciones de Grassman y de Hamilton”. Anotemos que el matemático alemán Hermann
Günther Grassmann (1809–1877), quien era además
una autoridad en sánscrito, con su generalización de
los números complejos (los hipernúmeros) presentada en Die lineale Ausdehnungslehre, ein neur Zweig
der Mathematik publicado en 1844, fue el precursor del Cálculo Vectorial, ya que las dos operaciones de multiplicación entre sus números —el producto interno y el producto externo— definidas en su libro son hoy conocidas como producto escalar y producto vectorial entre vectores.
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