lunes, 27 de junio de 2016

FRITZ HABER

Nobel Química-1918



         Haber falló en el intento de trabajar en el negocio de su padre, y, como Emil Fischer, se dio cuenta de que prefería la química. Estudió con Hofmann en la Universidad de Berlín, obteniendo su doctorado. Sin embargo, se sintió fuertemente atraído por la físico-química. Trabajó en electroquímica y en 1909 inventó un electrodo de cristal del tipo que se utiliza para medir la acidez de una solución detectando el potencial eléctrico producido a través de una pieza de cristal fino. Este es el método más común y conveniente para rápidas medidas de lo que Sörensen aquel mismo año empezó a llamar pH.
         Haber estaba también interesado en los procesos químicos de las llamas, como la del mechero Bunsen. (Parte de su educación había sido con Bunsen.) Fue el estudio de las reacciones gaseosas a alta temperatura el que le dio más fama.
         A principios del siglo veinte, uno de los problemas más acuciantes que preocupaban a los químicos era el encontrar un uso práctico para el nitrógeno atmosférico a gran escala. Los compuestos nitrogenados eran esenciales para fertilizantes y explosivos, pero la mejor fuente a gran escala de dichos compuestos eran los depósitos de nitrato del desierto al norte de Chile, demasiado alejados de los centros industriales del mundo. La atmósfera, en todas las partes del mundo, estaba compuesta de cuatro quintas partes de nitrógeno y constituiría una fuente de abastecimientos inagotable si alguien fuera capaz de encontrar el método para convertir el nitrógeno elemental en forma de compuesto nitrogenado de manera barata y a gran escala.
         Muy a principios de siglo, Haber investigó la posibilidad de combinar nitrógeno e hidrógeno sometiéndolos a presión para formar amoniaco, usando hierro como catalizador. El amoniaco podía entonces convertirse fácilmente en fertilizante o explosivo. En 1908 se convenció de que había conseguido algo y su trabajo fue considerado lo suficientemente importante como para darle la dirección del Instituto Kaise Wilhelm de fisicoquímica y electroquímica en 1911.
         Bosch desarrolló la síntesis de Haber como método práctico para fija nitrógeno, que en la Primera Guerra Mundial proporcionó un modo de salvar a las tropas alemanas. La marina británica cortó todas las importaciones de nitratos, y si dichas importaciones hubieran sido la única fuente de abastecimientos, se estimó que Alemania hubiera carecido de explosivos en 1916 y, por tanto, hubiera tenido que rendirse. Sin embargo, la atmósfera estaba a disposición de Alemania gracias a Haber y la maquina de guerra del Kaiser nunca se vio desprovista de municiones, luchando con ímpetu terrible durante dos años más.
         El año en el que las tropas alemanas fueron irremediablemente llevadas a la derrota, se galardonó a Haber, por el valor científico de sus investigaciones más que por la aplicación de las mismas en tiempo de guerra, con el premio Nobel de química de 1918.
         La síntesis de Haber no fue solo útil para la guerra. Usando la base del proceso, Bergius desarrolló métodos para formar compuestos orgánicos útiles a partir de carbón hidrogenado.
         Haber era un alemán enormemente patriótico (incluso chauvinista), que había trabajado incansablemente durante la Primera Guerra Mundial en gases bélicos, dirigiendo el primer uso de un gas venenoso (cloro) en 1915. Después de la guerra  intento pagar la enorme indemnización que había recaído sobre Alemania (que en cualquier caso nunca fue pagada) tratando de aislar el oro de las aguas del mar. En esto no tuvo éxito, en esto falló.
         En 1933 Hitler subió al poder  y Haber tuvo que afrontar un peligro inesperado. Se puede pensar que, después de lo mucho que hizo por Alemania y por las tropas alemanas durante la Primera Guerra Mundial, de haber organizado los ataques gaseosos y de haber trabajado durante años para pagar los daños ocasionados, se le debería considerar como el más alemán de los alemanes. Pero era judío, y, por tanto, fue obligado a abandonar su puesto por los mismos que, después de haber llevado a Alemania a la derrota en una guerra pese a los esfuerzos de Haber y otros como él, estaban destinados a llevarla, otra vez, a otra derrota aún mayor en una guerra mucho peor.
         Haber se marchó a Inglaterra, pero no pudo rehacer allí su vida. Posteriormente se fue a Suiza, para estar más cerca de Alemania, su tierra, y allí se murió meses más tarde, completamente desesperado.


lunes, 13 de junio de 2016

WOLFGANG PAULI

Nobel Física-1945





         Pauli estudió bajo la supervisión de Sommerfeld en la Universidad de Munich y obtuvo su doctorado en el año 1921. Después de realizar trabajos de post-doctorado con Bohr en Copenhague entró a formar parte del profesorado de la Universidad de Hamburgo en 1923.
         En 1925 anunció su principio de exclusión. Sus profesores, Bohr y Sommerfeld habían estudiado los niveles energéticos de los electrones del átomo. Dichos niveles de podían expresar según números cuánticos que podían establecerse de acuerdo con ciertas reglas simples. En total formaban un conjunto de tres números cuánticos, y Pauli aunó la estructura admitiendo la inclusión de un cuarto. Este cuarto número cuántico se podía interpretar suponiendo que en un cierto nivel energético podían existir dos y solo dos electrones, uno girando en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario.
         Una vez establecido este principio era posible situar a los electrones de los distintos elementos en capas y en subcapas. Si se admitía que las propiedades químicas de un elemento dependían del número de electrones de la capa más externa, se explicaba entonces el sistema periódico de Mendeleiev. Los distintos elementos situados en la primera columna (litio, sodio, potasio, rubidio, cesio) son todos químicamente similares, puesto que todos ellos tienen un único electrón en su capa más externa. Sin embargo, tienen diferente número de capas en total, de modo que tienen pesos atómicos distintos y varían en pequeños detalles químicos. A pesar de todo, en rasgos generales son similares, y lo mismo ocurre con el resto de las columnas del sistema periódico. Esto completaba la racionalización de dicho sistema que había empezado con el descubrimiento por parte de Moseley del número atómico.
         Por este importante descubrimiento Pauli recibió un reconocimiento bastante tardío, puesto que no recibió la recompensa del premio Nobel de física hasta el año 1945.
         Mientras tanto no se había quedado dormido. Durante los años veinte se había descubierto que los átomos que emitían partículas beta (electrones acelerados) lo hacían con menos energía de la debida. Aparentemente, parecía que cierta cantidad de energía se destruía de modo que habría que abandonar la ley de la conservación de la energía, cosa que los físicos no estaban dispuestos a hacer, a no ser que existieran evidencias abrumadoras (aunque Bohr estuvo a punto de hacerlo).
         En 1931 Pauli sugirió que cuando se emitía una partícula beta se emitía también otra partícula, sin carga y quizá sin masa, que era responsable de la energía que faltaba. Al año siguiente Fermi dio el nombre de neutrino, que en italiano quiere decir “pequeña cosa neutra”, a la partícula postulada por Pauli.
         El neutrino, sin carga y sin masa, era prácticamente imposible de detectar. Durante cerca de un cuarto de siglo fue el <fantasma> de una partícula u muchos científicos pensaron, preocupados, que se trataba simplemente de un <artilugio> para salvar la ley de conservación de la energía. En 1956 se pudo detectar finalmente el neutrino probando su existencia a través de experimentos muy elaborados, llevados a cabo en una estación nuclear /que no existía en 1931).
         Pauli vivió lo suficiente para ver que sus conjeturas pudieron probarse. El neutrino, a causa de su gran dispersión, puede tener efectos enormes. En 1962, por ejemplo, se propuso una nueva teoría que decía que las supernovas hacían explosión como consecuencia de las reacciones relacionadas con la formación del neutrino.
         Durante los años treinta, Pauli fue a menudo a los Estados Unidos y al llegar la guerra se quedó allí permanentemente, haciéndose ciudadano americano en 1946.