lunes, 14 de noviembre de 2016

HIDEKI YUKAWA

Nobel Física-1949


         Yukawa estudió en la Universidad de Kyoto, graduándose en 1929. Realizó sus estudios de posgraduado en la Universidad de Osaka, obteniendo su doctorado allí en 1938, al mismo tiempo que daba clases.
         A mediados de los años treinta Yukawa se dedicó al problema de qué es lo que mantiene unido al núcleo de un átomo. Después del descubrimiento del neutrón de Chadwick en 1932, Heisenberg había establecido que el núcleo atómico debería estar compuesto solo de protones y de neutrones. Si esto ocurría, las únicas cargas eléctricas positivas deberían encontrarse en el núcleo y éstas se transmitirían una fuerte repulsión entre sí, particularmente cuanto más juntas estuvieran dentro del núcleo. Heisenberg había sugerido la existencia de <fuerzas de intercambio> pero no había puntualizado lo que dichas fuerzas pudieran ser.
         Yukawa razonó que las fuerzas electromagnéticas ordinarias estaban relacionadas con la transferencia de fotones y que en el interior del núcleo debería existir una fuerza nuclear relacionada con la transferencia de alguna otra entidad. Dicha fuerza nuclear, si existía, debería ser de muy pequeño alcance, es decir, cubriendo distancias que no sobrepasaran a las del tamaño del núcleo (aproximadamente diez trillonésimas de centímetro), la fuerza debería ser muy poderosa, lo suficiente para vencer la repulsión electromagnética entre los protones del núcleo y, sin embargo, debería disminuir muy rápidamente con la distancia, de modo que ya no pudiera detectarse fuera del núcleo, incluso a la distancia del electrón más cercano.
         Yukawa postuló una teoría por medio de la cual se ponía en evidencia la existencia de dicha fuerza por medio de la transferencia de partículas entre los neutrones y los protones del núcleo. Dichas partículas poseían masa y cuanto menor era la proporción de la fuerza, sería mayor la masa. Una fuerza que se pusiera en evidencia solo en la anchura del núcleo, la masa de la partícula que se transfiere tendría que ser aproximadamente doscientas veces mayor que la del electrón y aproximadamente un noveno de la del protón o la del neutrón.
         En 1935, cuando Yukawa publicó sus teorías, no se conocía ningún tipo de partícula de tamaño intermedio. Sin embargo, al año siguiente, Anderson descubrió una que se llamo mesón. Durante algún tiempo parecía como si la teoría de Yukawa se hubiera confirmado, hasta el punto de postular la existencia de una partícula de tamaño intermedio. (La partícula tenía una vida muy corta, pero la teoría de Yukawa había predicho este fenómeno.)
         Desgraciadamente el mesón de Anderson no interaccionaba con los núcleos atómicos de manera considerable, y la teoría de Yukawa requería dicha interacción. En 1947 se descubrió un segundo mesón ligeramente más pesado, gracias al trabajo de Powell, que cumplía todos los requisitos.
         Se consideró entonces que Yukawa tenía suficientes méritos y en 1949 se le concedió el premio Nobel de física, siendo el primer japonés en recibir un premio Nobel.
         En 1936 Yukawa había predicho también que un núcleo podía absorber uno de los electrones situados en la capa más interna, fenómeno equivalente a la emisión de un positrón. Puesto que los electrones más internos pertenecían a la capa K el proceso se llamó captura K. La predicción se verificó en 1938.

         En 1948 Yukawa, invitado por Oppenheimer, visitó el Institute for Advanced Study en Princeton y posteriormente dio una serie de conferencia en la Universidad de Columbia. En 1953 volvió a la Universidad de Kyoto.

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