jueves, 30 de enero de 2014

ANTOINE HENRI BECQUEREL

Nobel Física-1903 (compartido)

Antoine Henri Becquerel

Becquerel pertenecía a una familia de físicos. Su abuelo peleó a las órdenes de Napoleón y después de Waterloo luchó en la batalla de la ciencia y ayudó a fundar la electroquímica. Su padre se había interesado en fluorescencia y fosforescencia, fenómenos en los cuales la masa absorbe luz en una longitud de onda y la despide en otra (la fluorescencia es sorprendente cuando la luz ultravioleta, que es invisible, choca con minerales y los hace resplandecer suavemente con algún color visible particular).
Becquerel prosiguió las investigaciones de su padre y se encontró con algo mucho más importante que de golpe destruyó la concepción de la estructura atómica del siglo diecinueve.
El descubrimiento de los rayos X por Roentgen había intrigado a Becquerel, como a casi todos los físicos de Europa. Al contemplar el descubrimiento a la luz de su especialidad, se preguntó si las sustancias fluorescentes podrían emitirlos (después de todo, Roentgen descubrió los rayos X por la fluorescencia que producían).
En 1896 envolvió una placa fotográfica en papel negro y la expuso al Sol con un cristal de un elemento químico fluorescente encima. Su razonamiento era el siguiente: si la luz solar causaba la fluorescencia y si ésta contenía rayos X, estos rayos penetrarían el papel, cosa que no podía hacer la luz ordinaria ni aun la ultravioleta, (Era el poder penetrante de estos rayos la propiedad más característica que poseían.) Becquerel utilizó un elemento químico que había interesado mucho a su padre –sulfato potásico de uranilo-, que era un compuesto que contenía átomos de uranio, este compuesto lo colocó sobre las placas envueltas.
Cuando  desenvolvió las placas las encontró veladas. Esto mostraba que las radiaciones habían atravesado el papel negro y Becquerel decidió que los rayos X los producían las fluorescencias.
Sucedieron días nublados y Becquerel no pudo continuar sus experimentos. El primero de Marzo estaba en estado de gran nerviosismo porque había puesto otra placa envuelta con gran cuidado y la había colocado en un cajón, con su correspondiente cristal encima. Llego un momento en el que no pudo esperar más y decidió desenvolver la placa. Quizá persistía un poco de la fluorescencia original y la placa podría estar ligeramente velada, aunque el cristal no se había expuesto al Sol durante varios días.
Con gran sorpresa encontró que la placa estaba totalmente velada. La radiación del compuesto no dependía de la luz del Sol y, por tanto, no implicaba fluorescencia. Se olvidó del Sol y empezó a estudiar estas radiaciones, que encontró que eran completamente iguales a los rayos X, puesto que penetraban en la materia e ionizaban el aire, y continuaban emitiéndose del compuesto en un raudal inacabable, irradiándose activamente en todas direcciones. En 1898 Marie Curie llamó a este fenómeno radioactividad, nombre que ha quedado. Durante cierto tiempo la radiación del uranio se llamó rayos Becquerel.

Placa Velada de Becquerel

En 1899 se dio cuenta de que las radiaciones podían desviarse por un campo magnético, y que por lo menos parte de ellas consistían en diminutas partículas con carga. En 1900 decidió que la parte que estaba cargada negativamente consistía en veloces electrones de naturaleza idéntica a los rayos catódicos, identificados por J. J. Thomson.
Del único sitio de donde podían provenir los electrones radiados eran del interior de los átomos de uranio (que Becquerel identificó en 1901 como la parte activa del compuesto).  Esta era la primera indicación clara de que el átomo no era una esfera imprecisa, sino que tenía una estructura interna que podía contener electrones.

Becquerel en su laboratorio

Como resultado de los descubrimientos de Becquerel lo recompensaron a compartir el Nobel de Física de 1903. Los esposos Curie fueron los que lo compartieron con él.

PIETER ZEEMAN

Nobel Física-1902

Pieter Zeeman

En la universidad de Leiden, Zeeman tuvo de profesores a Kamerlingh y Lorentz. Bajo la dirección de este último realizó experimentos que mostraban que un foco de luz situado en un campo magnético intenso, poseía líneas espectrales que se dividían en tres componentes. Este efecto, Zeeman, confirmaba la sugerencia de Lorentz de que los átomos consisten de partículas oscilantes que un campo magnético puede afectar.

Desdoblamiento de las lineas espectrales al aplicar un intenso campo magnético - Efecto Zeeman

La naturaleza de ese efecto podía utilizarse para deducir detalles concernientes a la finísima estructura del átomo, y también para saber otros detalles en relación con el campo magnético de las estrellas. Una cosa tan pequeña como una raya del espectro que se convierte en tres, podía de un golpe aclarar el micro y el macrocosmos.

Zeeman Einstein y Ehrenfest hacia 1920

En 1902 Zeeman compartió el premio Nobel de física con su profesor Lorentz.

viernes, 17 de enero de 2014

HENDRIK ANTOON LORENTZ

Nobel Física-1902

HendriK Antoon Lorentz

Lorentz asistió a la Universidad de Leiden, donde obtuvo su doctorado con honores, en 1875 volvió a la misma universidad como profesor de física teórica, puesto que conservó hasta su muerte.

Su tesis doctoral versó sobre las radiaciones electromagnéticas que Maxwell había dado a conocer diez años antes. Lorentz mejoró la teoría al tener en cuenta la reflexión y refracción de la luz, cosa que en el trabajo de Maxwell estaba algo imprecisa. Sobrepasó en sus investigaciones las deducciones del trabajo de Maxwell.

Según éste, la radiación electromagnética se producía por la oscilación de cargas eléctricas. Hertz demostró que esto era cierto para las ondas de radio que había conseguido formar en 1887 al hacer oscilar cargas eléctricas. Pero si la luz era una radiación electromagnética como las ondas de radio, ¿Dónde estaban las cargas eléctricas oscilantes?

En 1890 parecía probable que la corriente eléctrica estaba formada por partículas cargadas y Lorentz creyó que posiblemente los átomos materiales pudiesen consistir también de esta clase de partículas. (Las teorías de Arrhenius sobre la ionización, que había formulado, señalaban en esa dirección). Lorentz indicó que eran partículas cargadas en el interior del átomo las que oscilaban y producían la luz visible (esta visión de las partículas oscilantes la realizaron hombres como Bohr y Schrödinger de un modo más sutil y difícil de describir).

Si fuera así, al colocar una luz en un fuerte campo magnético, éste debería afectar la naturaleza de las oscilaciones y por tanto la longitud de onda de la luz emitida. Cosa que demostró experimentalmente en 1896 Zeeman, discípulo de Lorentz. Por esa época el descubrimiento del electrón por J. J. Thomson y de la radioactividad por Becquerel hizo más probable que nunca que la estructura del átomo estuviese formada por partículas cargadas. En 1902, cuando ya no hubo duda sobre esto, Lorentz y Zeeman compartieron el premio Nobel de física.

También se ocupó Lorentz de los resultados negativos de los experimentos de Michelson y Morley y llegó a la misma conclusión de FitzGerald. También él afirmó que había contracción de longitud con el movimiento. Le parecía, además, que la masa de la partícula cargada, como la del electrón, depende de su volumen, cuanto más pequeño su volumen más grande la masa. Puesto que la contracción de Lorentz-FitzGerald reducía el volumen del electrón cuando se movía rápidamente, debía por lo tanto, aumentar su masa con la velocidad. A 260.000 Km. por segundo la masa del electrón era el doble de su masa en reposo, según la fórmula de Lorentz, y a 300.000 Km. por segundo, velocidad de la luz, la masa debía de ser infinita, puesto que el volumen se reducía a cero. Esta fue otra indicación de que la velocidad de la luz en el vacío es la mayor que puede alcanzar cualquier objeto material.

Hendrik Lorentz con Albert Einstein, fotografiados por Ehrenfest en su casa de Leiden

En 1900 las medidas de masa de partículas subatómicas mostraron que la ecuación de Lorentz, en donde describía la variación de la masa con la velocidad, se realizaba exactamente. En 1905 Einstein enunció la teoría especial de la relatividad, de donde se podía deducir la contracción de Lorentz-FitzGerald, y por la que se demostraba que el aumento de la masa por la velocidad no solo se llevaba a cabo en las partículas cargadas, sino para todos los objetos con carga o sin ella.

En los últimos años de su vida Lorentz supervisó los trabajos de desecación del Zuider Zee, un proyecto muy ambicioso holandés que quería convertir en tierra laborable un terreno cenagoso de poca profundidad.

En 1953, Albert Einstein dijo sobre él: "Para mí, personalmente, significó más que cualquier otra persona que conociese a lo largo de mi vida"

jueves, 16 de enero de 2014

ISAAC ASIMOV

Isaac Asimov

Los padres de Asimov le llevaron a los Estados Unidos en 1923, a los tres años, y desde 1928 fue ciudadano americano. Estudió en la Universidad de Columbia, graduándose en 1939 y permaneciendo en ella para realizar trabajos posteriores de química. La Segunda Guerra Mundial interrumpió sus estudios y durante su transcurso trabajo como químico en Filadelfia en el Astillero Naval de los Estados Unidos. Posteriormente sirvió como miembro de las fuerzas armadas. En 1946 volvió a Columbia y en 1948 obtuvo su doctorado.
En 1949 aceptó un puesto de profesor en la Boston University School of Medicine, donde permaneció, siendo profesor agregado de bioquímica.
En 1929 Asimov entabló su primer conocimiento con la ciencia-ficción en Amazing Stories, revista editada en aquella época por T. O`Conor Sloane, cuyo nieto y homónimo pidió a Asimov, años más tarde evidentemente, la preparación de su Enciclopedia Biográfica.

Retrato de Asimov - Rowena Morrill

Su encuentro con la ciencia-ficción fue decisivo bajo tres aspectos distintos, le hizo interesarse permanentemente no solo por la propia ciencia-ficción, sino también por la ciencia y por la escritura. A la edad de doce años Asimov  se dedicaba a la elaboración de historias interminables que escribía en cuadernos baratos. Fue progresando haciendo uso de la máquina de escribir y del papel calco, hasta que en 1938 decidió intentar publicarlas.
Después de su primer ofrecimiento, y negativa inmediata, a John W. Campbell, Jr. –a cuyo estímulo debe Asimov tantísimo- tardó cuatro meses y siete negativas más hasta poder realizar su primera venta. Esta primera venta consistió en una historia corta, Marooned off Vesta, que apareció en el número del mes de marzo de 1939 de la revista Amazing Stories. Desde entonces Asimov vendió  más de doscientos artículos e historias a revistas de ciencia-ficción.
Hasta 1950 no se publicó ningún libro de Asimov, cuando Doubleday and Company lanzó su primera novela de ciencia-ficción, Pebble in the Sky. Doubleday ha publicado cerca de veinte libros de ciencia-ficción de Asimov.
El primer esfuerzo  del Dr. Asimov  en el campo de la ciencia fue Biochemistry and Human Metaolim, libro de texto de bioquímica para estudiantes de medicina, escrito en colaboración con otros dos miembros del departamento de la Universidad de Boston. Fue publicado en 1952 por Williams and Wilkins.


Asimov  decidió posteriormente escribir sobre temas científicos para el gran público y en este propósito recibió la colaboración de diversas editoriales. Sus libros tratan de matemáticas, astronomía, física, química y biología.
Asimov ganó el premio James T. Grady de la American Chemical Society en 1965 por su especial contribución a la divulgación del progreso de la ciencia.



Este blog pretende ser un pequeño homenaje a Asimov y su ingente labor divulgativa, gran parte de lo recogido aquí se corresponde con su Momentos Estelares de la Ciencia y su inmenso Enciclopedia Biográfica de Ciencia y Tecnología.

ALFRED BERNHARD NOBEL

Alfred Nobel
Alfred tenía el don de inventar adquirido “genéticamente”, su padre ya era un inventor notable. De este último fue el invento de una mina submarina, que llevó a la familia a san Petersburgo en 1842, ya que el gobierno ruso compró la patente del invento y le contrató para supervisar su producción. Nobel (que por el lado de su madre era descendiente de Rudbeck) creció por eso en Rusia, educándole tutores privados. En 1850 enviaron a los Estados Unidos, donde pasó cuatro años, siendo profesor suyo Ericsson.

Cuando el joven Nobel regresó a Rusia, encontró a su padre ocupado en un nuevo proyecto, la fabricación de explosivos. Había un interés particular en la nitroglicerina, descubierta diez años antes por Sobrero. La estancia en los Estados Unidos le había dado una visión de un continente a punto de ser domado y observó cómo las carreteras surgían al volar las montañas, se hacían los canales, se ponían cimientos y todo con la ayuda directa de un violento explosivo, tal como la nitroglicerina, en vez de los fatigados músculos de incontables trabajadores. (La visión de los usos pacíficos de los explosivos no es un idealismo vano en manos de Chardonnet y Hyatt, a quienes una forma modificada del mortal algodón-pólvora de Schönbein les sirvió para iniciar la fabricación de fibras artificiales y plásticos.)

Nobel regresó a Suecia en 1859 y empezó a fabricar nitroglicerina, que resultó ser tan útil como esperaba, pero no había modo de hacer que la gente la tratase con el debido cuidado y ocurrieron muchos accidentes. Su propia fábrica voló en 1864 y mató a su propio hermano. El gobierno sueco negó el permiso para que la fábrica se reconstruyese y se consideró a Nobel como un científico loco que fabricaba destrucción.

Nobel se puso a trabajar para descubrir un método que domase la nitroglicerina y reducir el peligro a mínimo aceptable, trabajaba en un barco en el centro de un lago. En 1866 encontró que un barril de nitroglicerina rezumaba y el líquido lo había absorbido el embalaje. Este estaba hecho de lo que se llamaba <barro de diatomeas o Kieselgur> y la tierra donde se apoyaba estaba totalmente seca.

Experimento con la combinación de tierra porosa y nitroglicerina y comprobó que no estallaba sin la ayuda de un fulminante. Sin éste, la mezcla podía manipularse sin peligro. Además, en la combinación, la nitroglicerina conservaba todas sus propiedades de destrucción. Nobel llamó a la mezcla dinamita, que en forma de cilindros sustituyó a la nitroglicerina libre como explosivo.

Cartuchos de Dinamita

Nobel también inventó la gelatina explosiva. Los explosivos y los pozos de aceite de Baku, Rusia, le proporcionaron una gran fortuna. La dinamita pasó al oeste americano y los explosivos en general tuvieron muchísimos usos pacíficos. Sin embargo, fueron la espina dorsal de la guerra moderna, hasta la llegada de las armas nucleares, y al humano e idealista Nobel, le contempló todo el mundo como el inventor de los horribles instrumentos de guerra. Era soltero, solitario e impopular, la gente no comprendió que el inventor de la dinamita realmente creía que sus explosivos proscribirían la guerra al hacerla tan horrible.

A su muerte dejó una fundación de 9.200.000 dólares, para la institución de premios anuales (premios Nobel) en cinco ramas: paz, literatura, física, química y medicina. Se han convertido en el honor máximo que se puede alcanzar por proezas en estos respectivos campos y aunque van acompañados de un premio en metálico considerable, esto no se puede comparar al honor, prestigio y popularidad que confieren. Estos premios no se otorgaron hasta que se vencieron ciertas dificultades. Nobel había redactado él mismo su testamento, que tenía algunos fallos, lo que condujo a un proceso legal de cinco años. Al fin, los deseos de Nobel se cumplieron y los premios empezaron a repartirse justamente, cuando la segunda revolución científica se ponía en movimiento.

Medalla del premio Nobel

El primero que obtuvo el premio Nobel fue el físico Roentgen, que con su descubrimiento de los rayos X empezó dicha revolución científica. El Instituto Nobel de Suecia lleva su nombre y como el elemento 102 se aisló allí, en 1958, se le dio el nombre de nobelio.

Retrato de Alfred Nobel