PIERRE CURIE

Nobel Física-1903 (compartido)

Pierre estudió en la Sorbona y desde 1878 fue allí profesor ayudante en el laboratorio de física. En 1880 él y su hermano observaron como un potencial eléctrico aparecía a través de cristales de cuarzo y de sal de Rochelle cuando se les aplicaba presión. El potencial variaba en cantidades directamente proporcionales a la presión aplicada y los hermanos llamaron al fenómeno piezoelectricidad, de la palabra griega que significa <presionar>. Por el contrario, si un potencial eléctrico que cambie rápidamente es aplicado a tales cristales, sus caras se pueden poner a vibrar rápidamente. De esta manera el cristal se puede usar para producir rayos de ultrasonido, ondas sonoras con frecuencia demasiado alta para ser oídas. Los cristales con propiedades piezoeléctricas forman parte esencial de los inventos de sonido electrónico como micrófonos y tocadiscos. 

Para su doctorado, que obtuvo en 1895, Pierre Curie estudió el efecto del calor en el magnetismo y demostró que existe una temperatura crítica (todavía llamada el punto Curie), por encima de la cual las propiedades magnéticas desaparecen. En este mismo año se casó con Marie Sklodowska y a partir de entonces su carrera científica se unió a la de ella. 

El llevó a cabo, sin embargo, un experimento peligroso por su propia cuenta. Becquerel había notado una quemadura en al piel después de llevar cierta cantidad de radio en su bolsillo. Pierre Curie confirmó esto en 1901 produciendo deliberadamente una quemadura en su brazo. También midió el calor emitido por el radio, que resulto ser de 140 calorías por gramo y por hora. Esto fue el primer indicio de las enormes energías disponibles contenidas dentro del átomo. Energías que se harían demasiado evidentes en las bombas nucleares. Por tanto aquí se empezó a comprenderse el peligro de la radiactividad.

Pierre Curie falleció en 1906 como consecuencia de las heridas recibidas al ser arrollado por un coche de caballos.

MARIE SKLODOWSKA CURIE

Nobel Física-1903 (compartido)

El padre de Marie Sklodowska era profesor de física y su madre directora de un colegio de chicas, por lo que todo en la vida parecía lleno de buenos augurios para una niña inteligente. Sin embargo, por aquel tiempo Polonia estaba bajo el dominio de Rusia y después de la infructuosa rebelión polaca de 1863 el puño ruso se cerró aun con más fuerza. Su madre murió de tuberculosis durante la juventud de Marie y su padre perdió el puesto.

Marie  no tenía posibilidad de recibir enseñanza superior a la del colegio en la Polonia reprimida. Un hermano y una hermana mayores que ella se habían marchado a París en busca de dicha enseñanza y Marie trabajaba para ayudarles a pagar sus gastos y ahorrar para su propio viaje al mismo tiempo de estudiar por su cuenta lo mejor posible con la ayuda de libros. En 1891 sus ganancias habían alcanzado el mínimo necesario, con lo que se fue a París, donde acudió a la Sorbona. Durante este periodo vivió con la mayor frugalidad (desmayándose de hambre una vez en medio del aula), pero cuando se graduó lo hizo a la cabeza de la clase.

En 1894 conoció a un químico francés, Pierre Curie, quien se había hecho ya un nombre por el descubrimiento de la piezoelectricidad, es decir, la manera mediante la cual puede producirse un potencial eléctrico a través de ciertos cristales por la aplicación de presión. El 26 de Julio de 1895 se casaron.

El descubrimiento de los rayos X por Roentgen y de las radiaciones de uranio por Becquerel pusieron en actividad a Marie Curie. Fue ella la que dio el nombre de radioactividad al proceso por el cual el uranio emitía radiaciones. Estudió las radiaciones emitidas por el uranio y sus conclusiones coincidieron con las de Rutherford y Becquerel en cuanto a la demostración de que había tres clases diferentes de rayos, alfa, beta y gamma.

Madame Curie entonces aplicó el descubrimiento de su marido de la piezoelectricidad a la medida de la radioactividad. Las radiaciones radioactivas ionizaban el aire y lo hacían capaz de conducir la electricidad. Cuanto más intensa fuera la radioactividad, con mayor intensidad conducía la corriente. Esta corriente podía ser detectada por un galvanómetro y neutralizada por el potencial producido por un cristal bajo presión. La cantidad de presión justa para equilibrar la corriente producida por las radiaciones radioactivas proporcionaba una medida de la intensidad de la radioactividad. Estudiando diferentes compuestos de uranio de esta misma manera demostró que su radioactividad era proporcional a la cantidad de uranio que contenían, identificando la fuente de radiación con los átomos de dicho elemento. En 1898 demostró que el elemento pesado, torio, era también radioactivo.

Mientras tanto, había hecho un descubrimiento interesante en conexión con los minerales de uranio. Al medirlos por su método piezoeléctrico, algunos mostraban ser mucho más activos de lo esperado, que lo que podía concebirse por su contenido en uranio. Inmediatamente decidió que las gangas de mineral tenían que contener elementos mucho más intensamente radioactivos que el uranio, puesto que los otros elementos conocidos que formaban parte de los minerales eran también conocidos como no radioactivos. El exceso de radioactividad debía de ser atribuido a la presencia de elementos en cantidad demasiado pequeña para ser detectados y dichos elementos tenían que ser, por tanto, muy radioactivos. En este punto Pierre Curie abandonó su propia investigación para unirse a su mujer como cooperador deseoso y admirador, permaneciendo así durante los últimos siete años de su vida (esto fue una idea acertada, porque aunque él era un extraordinario científico, ella era fuera de serie, e indudablemente la más grande mujer científica de todos los tiempos).

En julio de 1898 los dos, trabajando juntos, habían aislado de la ganga de uranio una pequeña pizca de polvo que contenía un nuevo elemento cien veces más radioactivo que el uranio. Le llamaron polonio por el país natal de madame Curie. Sin embargo, en ningún caso el polonio explicaba la intensa radioactividad de la ganga. El trabajo siguió adelante.

En diciembre de 1898 detectaron una sustancia todavía más radioactiva y la llamaron radio y, sin embargo, la cantidad eran tan pequeña que solo podía ser detectada, a modo de impureza, por la naturaleza de sus radiaciones y por su espectro característico observado para ellos por DemarÇay. Lo que querían los Curie era producir radio en cantidades visibles y capaces de ser pesadas de modo que sus extraordinarias propiedades no pudieran discutirse. Para esto se necesitaban grandes cantidades de ganga, que, de hecho, existían en las minas del valle de San Joaquín, en Bohemia (entonces parte de Austria-Hungría, ahora parte de Checoslovaquia), que habían sido explotadas durante siglos por su plata y otros elementos. La ganga inservible, rica en uranio, aparecía amontonada por todas partes. Los dueños de la mina estaban perfectamente de acuerdo en dejar a los dos locos científicos franceses llevarse cuanto quisieran de aquel material sin valor, sin cobrarles más que los gastos del transporte. Los Curie pagaron gustosamente con los ahorros de su vida.

En la Escuela de Física donde trabajaban los Curie había un viejo cobertizo de madera con un tejado resquebrajado, sin piso y con calefacción insuficiente. Los dos obtuvieron permiso para trabajar allí y durante cuatro años se dedicaron a purificar y a volver a purificar cuidadosamente las toneladas de ganga sacando muestras cada vez más pequeñas de material más y más intensamente radioactivo. Durante todo este tiempo tenían que ocuparse de su niña, Irene, que estaba destinada a ser una famosa científica por propio derecho como Irene Joliot-Curie. Pero el empuje ardiente de Marie mantuvo al equipo marido-mujer al frente de las inmensas dificultades. En 1902 habían conseguido preparar una décima de gramo de radio.

En 1903 Marie Curie escribió su tesis doctoral, que fue de hecho un documento homérico y, por ésta, ella y Pierre compartieron el premio Nobel de aquel año con Becquerel. (Los Curie estaban demasiado enfermos en aquella época para hacer el viaje a Estocolmo.) Marie explicó la enorme energía emitida continuamente por un material como el radio, pero la fuente de dicha energía siguió siendo un misterio hasta que Einstein en 1905 demostró como la masa podía convertirse en energía.

En 1906 Pierre murió en un accidente de tráfico (le atropello un coche de caballos). Marie tomo posesión de su cátedra en la Sorbona, siendo la primera mujer en enseñar allí, continuando las conferencias de Pierre en el punto donde las había dejado. Sin embargo, no pudo superar los prejuicios de su sexo en todas partes. Cuando fue nombrada miembro aspirante de la augusta Academia Francesa, perdió por un voto, porque era una mujer.

El premio Nobel de física que ganó en 1903 había sido por sus estudios en radiaciones radioactivas. En 1911, por su descubrimiento de dos nuevos elementos fue galardonada con el premio Nobel de química y, muerto su marido, tuvo que aceptarlo sola. Ella es la única persona que ha ganado dos premios Nobel de ciencias. (Su fama no la libró de sus obligaciones humanitarias. Durante la Primera Guerra Mundial condujo una ambulancia).

Sus trabajos en radioactividad y el dramático descubrimiento del radio dieron los últimos toques expectación, que había empezado con el descubrimiento de Roentgen de los rayos X, y todo el asunto de la radioactividad empezó a obsesionar a los físicos. Otros elementos radioactivos fueron descubiertos por hombres como Dorn y Boltwood, que siguieron el camino que había emprendido la brillante mujer polaca.

Sus últimas décadas transcurrieron en la supervisión del Instituto de Radio de París. No hizo ningún intento de patentar ninguna parte del proceso de extracción del radio, el cual permaneció a la cabeza de las noticias durante casi una generación, gracias a su actividad para atajar el crecimiento del cáncer bajo las circunstancias adecuadas. Pero al final Marie murió de leucemia (una forma de cáncer de las células del cuerpo formadoras de leucocitos) causada por la demasiada exposición a las radiaciones radioactivas.

LEONHARD EULER

Leonhard Euler

Euler estudió bajo las enseñanzas de los Bernouillis, siendo amigo de uno de ellos, Daniel Bernouilli. Cuando éstos fueron a San Petersburgo, convencieron a Euler para que se fuera con ellos. En 1741 Euler fue a Berlín a revivificar la decadente Academia de Ciencias por invitación del nuevo rey, Federico II. En 1766 volvió a San Petersburo y durante ésta, su segunda estancia en Rusia, retó a Diderot a que entrara con él en debate sobre el ateísmo. Euler adelantó su argumento propio sobre Dios en forma de una ecuación algebraica simple y sin importancia. El pobre Diderot que no comprendía las matemáticas se quedó sin saber que contestar y considerándose avergonzado abandonó Rusia.

Euler fue uno de los matemáticos más prolíficos de todos los tiempos pues escribió tratados sobre todas las ramas de dicha ciencia, conocidas en su tiempo. Perdió la vista de un ojo en 1735 y la del otro en 1766 y a pesar de ello su brío no pareció aminorar.

Aplicó sus matemáticas a la astronomía, deduciendo algunas de las perturbaciones y siendo a este respecto el precursor de Laplace y Lagrange.

Empezó por sustituir los métodos geométricos de comprobación que utilizaron Galileo y Newton por otros algebraicos y esta tendencia fue llevada al extremo por Lagrange.

Trabajó en especial en la teoría lunar, es decir, en el análisis exacto del movimiento de la Luna, complicaciones que habían sido la desesperación de los matemáticos desde los tiempos de Kepler.

A pesar de que sus resultados no fueron ni mucho menos perfectos, representaron sin embargo una mejora sensible de lo que hasta entonces se había hecho.

También sostuvo que la luz era una forma de ondulación y que el color dependía de la longitud de la onda. Young demostró la veracidad de ello una generación más tarde.

Para el caso concreto de φ = π

Richard Feynman la calificó como "la formula más reseñable en matemáticas". Una encuesta realizada en 1988 por la revista especializada Mathematical Intelligencer la situó como «la más bella fórmula matemática de la historia» (tres de las cinco fórmulas más votadas en esta encuesta habían sido descubiertas por Euler).

ANTOINE HENRI BECQUEREL

Nobel Física-1903 (compartido)

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.

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.

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

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.

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.

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

HENDRIK ANTOON LORENTZ

Nobel Física-1902

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.

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"

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.


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.