Lise Meitner Una física que nunca perdió su humanidad Juan

Lise Meitner
Una física que nunca perdió su humanidad
Juan Manuel Rivera Juárez – Elva Cabrera Muruato
jmrivera@fisica.uaz.edu.mx
Aunque tuvo un papel importante en el descubrimiento de la fisión nuclear se opuso
frontalmente a la construcción de la bomba atómica
Desde niña en Viena fascinada se pasaba las horas observando a las personas que asistían a
las reuniones que se realizaban en su casa paterna (su padre era abogado) a la que acudían
legisladores, escritores, ajedrecistas, e intelectuales que se daban cita allí con regularidad.
Lise y sus hermanos compartían las reuniones observando, escuchando y cuchicheando
sobre todo lo que allí se hablaba. En ocasiones su hermana mayor tocaba el piano, Lise
amaba la música, pero su mayor pasión eran las matemáticas y la física.
Con tan solo ocho años se sentía intrigada por los efectos de la difracción de la luz y
guardaba celosamente bajo su almohada un libro de matemáticas, ya presentaba un
pensamiento racional y un cierto escepticismo. Buena prueba de ello es la reacción que
tuvo cuando su abuela le advirtió que si cosía en Sabbath el cielo se desplomaría. Lise no
podía creerlo y decidió hacer la prueba. Clavó la aguja en el bordado mientras miraba el
cielo con ansiedad, viendo que tal y como imaginaba no había ninguna manifestación
divina.
Para que Lise llegara a ser considerada una gran científica parecía un sueño imposible. A
finales del siglo XIX en las Universidades Austriacas no había mujeres estudiando, la
escolaridad publica en el caso de las mujeres, finalizaba a las 14 años, no existía la
enseñanza para ellas, pero Lise se reveló contra la injusticia. Con la ayuda de un tutor, una
fuerza de voluntad inquebrantable y con su aguda inteligencia logró esquivar los obstáculos
y aprobar con excelentes calificaciones el examen de ingreso en la Universidad de Viena
(Las condiciones en las que se desarrolló el examen como –estudiante externo– fueron muy
duras y de catorce alumnos que se presentaron, sólo aprobaron cuatro). Una vez allí
rodeada de hombres escuchaba con mucha atención las magnificas clases de Ludwig
Boltzmann (un ser humano excepcional con una visión única de un Universo cimentado
con átomos) y fascinada la mente de la tímida e inocente Lise se fue forjando en los campos
áridos de la Física Teórica. En 1905 se convirtió en la segunda mujer en la historia de la
Universidad de Viena que lograba obtener el título de Doctor en Investigación en Física
(Philosophiae Doctor), después de 500 años de historia.
Acabada la carrera en el verano de 1905, Lise comenzó su investigación doctoral. Para
adquirir más experiencia de laboratorio, se inclinó en un proyecto dirigido por Franz Exner
y su ayudante Hans Benndorf, quienes elogiaron la complejidad de su investigación. Su
tesis doctoral “prueba de una formula de Maxwell” fue publicada bajo el título
“Conducción del calor en sólidos no homogéneos” en las memorias del Instituto de Física
de Viena. Sin embargo la influencia de Exner, parece escasa apareciendo solamente de
forma fortuita en su memorias. Es muy probable que la personalidad de Boltzmann hubiera
eclipsado a todos los demás.
En la actualidad se habla con mucha naturalidad de radiactividad, de átomos que emiten
partículas, de átomos que se cambian y se convierten en otros, pero nada de eso estaba claro
en 1906 año en el que el 5 de septiembre la comunidad científica se conmocionó: Ludwig
Boltzmann había puesto fin a su vida. Lise atribuyó el suicidio de su queridísimo maestro a
la “inestabilidad mental” que padecía. La tragedia le marcó profundamente y le llevó a
tomar una decisión: continuaría su carrera científica a pesar de las dificultades/obstáculos,
para mantener vivo el legado de aquel hombre excepcional. A partir de entonces se
consagró al estudio de los misterios de la radioactividad una propiedad de los átomos que
Henri Becquerel había descubierto en 1896.
En 1907 al ver que su futuro en Viena no tenía otra opción que la enseñanza y con el coraje
que le habían dado las tres investigaciones que había completado trabajando de forma
independiente, Lise Meitner decide trasladarse a Berlín para trabajar con el físico que más
admiraba Max Planck, esbozaba una sonrisa al recordar la respuesta de Planck cuando le
pidió permiso para asistir a sus clases “pero si ya eres Doctora que más quieres”. Le costó
convencerlo pero lo consiguió, Planck enternecido por la determinación de Lise acabó
invitándola a su casa en donde (como en el hogar de su infancia) se reunían los intelectuales
del momento para platicar de ciencia y deleitarse con la música, Planck tocaba el piano
Albert Einstein tocaba el piano y un joven químico que había estudiado con Ernets
Rutherford en Montreal Otto Hahn, cantaba con voz de tenor.
Otto Hahn era un joven de la misma edad de Lise, un experto separando los distintos
elementos químicos que se producían en las muestras radiactivas y Meitner contaba con los
conocimientos físicos necesarios para comprender la radiactividad. Decidieron unirse para
investigar sobre la radiactividad (convencidos de que se requería de un trabajo
interdisciplinario entre la Química y la Física para el estudio del tema), la relación se
consolidó con una amistad que perduró el resto de sus vidas.
En 1907 Hahn fue admitido en el Instituto de Química de la Universidad de Berlín pero
Meitner no, peor aún las mujeres tenían prohibida la entrada al Instituto, pero tras la
insistencia de Otto el director aceptó que Lise trabajara en un lugar del sótano con entrada
independiente (lo que anteriormente fue la carpintería). Así en la sombra y sin salario pero
con el firme apoyo de Otto, Lise pasó 5 años investigando antes de que por sus méritos le
fuera concedido el reconocimiento y al acceso a los laboratorios, con menor sueldo que
Hahn por supuesto.
Les intrigaba: cómo en una muestra radiactiva los elementos químicos se transformaban en
otros, dichas investigaciones tuvieron como punto culminante el descubrimiento del
Protactinio un elemento radiactivo de larga duración, pero el problema que realmente
adsorbió a la pareja durante años fue la emisión de partículas Beta. Los elementos
radiactivos emiten radiaciones penetrantes, entre ellas electrones que escapan de los átomos
con energías para las que no existía justificación teórica, las investigaciones en este campo
dieron fama a Meitner y Hahn quienes publicaron varios artículos aunque la solución
definitiva llegó mucho más tarde en 1934.
Algunos físicos creían que debía desprenderse otra partícula adicional sin carga y con muy
poca masas que permitiera explicar dicha emisión, incluso se bautizó a la nueva partícula
con el nombre de neutrino. Pauli y Fermín la nombraron así por tratarse de una partícula
neutra pero mucho más pequeña que el neutrón, parecía una propuesta apasionante y se
creía que en el futuro estas partículas proporcionarían asombrosas sorpresas.
La locura invadió a Alemania a partir de 1930 cuando Hitler ascendió a canciller del Tercer
Reich, las consecuencias no tardaron en llegar a las universidades poco a poco los
científicos de origen judío fueron obligados a renunciar a sus puestos en los centros de
investigación. Albert Einstein abandono Alemania y lo mismo hicieron muchos otros, Lise
sin embargo aconsejada por Planck y Hahn (que no participaban en la locura nazi y que
pensaban que los males serian pasajeros. Max Planck comento: “lo vi venir desde el
principio, supe que aquel hombre era una maldición y por eso jamás presté mi apoyo a su
macabro régimen, me resistí sin embargo a abandonar el país pues imaginé inocentemente
que mi prestigio podía salvar a la ciencia alemana de las garras del nazismo, llegué incluso
a pedir una audiencia con el Fuhrer para expresarle mis inquietudes y sólo entonces
comprendí mi grado de ingenuidad …”) se mantuvo en su puesto. Pero las cosas
empeoraron Meitner fue expulsada de la Universidad de Berlín y se le prohibió asistir a
cualquier reunión o conferencia que allí tuviera lugar. Hahn no tuvo más remedio que
pedirle por su seguridad que no volviera al laboratorio, Lise buscó la forma de salir de
Alemania tras la anexión de Austria su país natal, Hahn la ayudó y le entregó un anillo con
un diamante para que lo guardará y vendiera si le hacia falta. Aquel año fue el más
peligroso de su vida, en agosto logró llegar a Estocolmo y consiguió trabajo en el
laboratorio del premio Nobel Maurice Siegbahn.
Ya no podía investigar junto a Hahn pero seguían manteniendo comunicación por carta, de
esta forma conservaron su amistad y compartieron los resultados de sus investigaciones
científicas. Hahn continuaba investigando los productos de la desintegración del uranio
junto al químico Fritz Strassmann, le comunicó a Lise que estaba bastante intrigado porque
en la emisión radiactiva de una muestra de uranio siempre descubría que la muestra no
estaba lo suficientemente purificada ya que por más que invertía en la purificación del
uranio siempre aparecían impurezas de bario en el experimento.
El neutrón descubierto en 1932 se había convertido en un proyectil novedoso y penetrante
para bombardear núcleos atómicos e investigar lo que sucedía. Antes de la partida de Lise
de Alemania, en compañía de Hahn y Strassmann habían obtenido así una gran cantidad de
subproductos que se formaban a partir del uranio, después de su huida Hahn continuo
investigando el fenómeno, pero en las muestras siempre aparecía un elemento que
distorsionaba el resultado. Los análisis de Hahn y Strassmann revelaron que se trataba del
bario por más que intentaban eliminarlo siempre aparecía, curiosamente era fácil de aislarlo
en muestras naturales, solo se les ocurría una posible explicación al fenómeno observado:
de alguna manera el bario debería ser creado durante el proceso, es decir, que el átomo de
uranio al absorber un neutrón en lugar de dar un átomo de tamaño similar se rompía en
pedazos mucho más pequeños. De esta manera Hahn y Strassmann de forma experimental
habían descubierto un fenómeno nuevo (el que traería consecuencia inesperadas) pero los
resultados no tenían explicación teórica esto fue comunicado a Lise con la finalidad de que
ella resolviera el enigma y de esa manera aunque no podían publicar juntos (el régimen lo
impedía) al menos podían seguir colaborando.
Cuando Lise conoció el resultado empezó a trabajar en ello, lo que coincidió con la llegada
a su casa en la navidad de 1938 de su sobrino Otto Frisch (que iba de visita) era un
científico brillante que trabajaba en el Instituto de Física Teórica de la Universidad de
Copenhague junto a Niel Bohr, durante un paseo por los bosques nevados de Suecia (Frisch
sobre los esquí y Lise caminando comenzaron a elaborar una explicación), pensaban que el
núcleo de uranio al igual que el de otros elementos de tamaño parecido, era inestable y se
comportaba como una gota de agua que se estira bajo los efectos de un esfuerzo
(especialmente al bombardearlo con neutrones), puede suceder que llegado el momento la
gotita se rompa en dos fragmentos, mas o menos de la mitad del tamaño original (lo que
supusieron) e incluso llegó a calcular importantes consecuencias inesperadas del fenómeno
recién descubierto.
Lograron comprender lo que le sucede a un núcleo que se rompe, pero al hacerlo se
encontraron con otro problema: después de la ruptura se producía una enorme liberación de
energía ¿de donde salía tal muestra de poder? Einstein con su famosa fórmula E = mc2 les
proporcionó la solución. En el proceso se “perdía” una pequeña cantidad de masa que se
transformaba en energía, esta era la explicación que faltaba para un proceso que cambiaría
al mundo la fisión nuclear, posteriormente tomó la decisión de comunicar a Hahn los
resultados de su descubrimiento.
Los núcleos de bario encontrados en las muestras podrían explicarse si estos aparecieran
con la fisión de los núcleos de uranio, ya que su tamaño es algo mayor que la mitad del
núcleo de uranio, se confirmaría sí además aparecieran átomos de kriptón, dado que los
números atómicos del kriptón y del bario sumados dan 92 que representa el número
atómico del uranio, la diferencia entre las masas se debería no solo a la liberación de
energía sino también a esos cambios en los núcleos y a la liberación de neutrones.
Los descubrimientos se publicaron en 1939, Hahn y Strassmann publicaron sus resultados
experimentales el 6 de enero y el articulo con los cálculos teóricos de Meitner y Frisch se
publicaron en Natura el 11 de febrero. Posteriormente se descubrió que un tipo de uranio al
absorber un neutrón no solo se rompía en pedazos más pequeños sino que liberaba además
dos o tres neutrones que a su vez podían fisionar otros átomos provocando una reacción en
cadena capaz de generar enormes cantidades de energía, así quedó abierto el camino a la
energía nuclear de fisión y su más terrible consecuencia: la bomba atómica.
Después de la segunda guerra mundial Hahn y Meitner continuaron siendo amigos, tan solo
un acontecimiento enturbió
su relación aunque de forma pasajera y fue el otorgamiento (de forma individual) a Otto
Hahn del Premio Nobel de Química en 1945. Toda la comunidad científica estuvo de
acuerdo en que Lise Meitner también lo merecía pero no fue culpa de Hahn, si hubiera que
buscar un culpable tal vez estaría en el Comité Nobel, de hecho durante la lectura del
discurso de aceptación del Nobel Otto dejó bien claro el protagonismo de Lise en el
proceso del descubrimiento de la fisión nuclear, Lise Meitner no obtuvo el Nobel pero si el
reconocimiento mundial.
Tras el fin de la guerra periódicos sensacionalistas pintaron una realidad muy distinta,
describieron a Lise como una heroína que huyo de Alemania con los planos de la bomba
atómica bajo el brazo y a Otto como un bandido que robó la idea a Lise. Meitner murió en
Cambridge cuando estaba a punto de cumplir los 90 años. En su tumba se puede leer “Lise
Meitner una física que nunca perdió su humanidad”.