Que las hazañas y momentos históricos de los últimos cincuenta años queden plasmados en una instantánea no es del todo extraño, teniendo en cuenta la generalización y normalización de las cámaras, pero no era algo tan habitual a principios del siglo XX. Aunque el milagro sucedió en 1927 al reunir a figuras como Albert Einstein, Erwin Schrödinger o Marie Curie en una sola fotografía.
Como cabe pensar únicamente con sólo estos tres nombres no se trata de algo casual y sí, algo tiene que ver la física y la efervescencia de planteamientos, teorías y descubrimiento que ésta y otras ciencias estaban experimentando durante la primera mitad del siglo pasado. Una instantánea que reúne a numerosos genios históricos y más de 15 Premios Nobel, conteniendo así importantes pedazos de la Historia de la ciencia y la humanidad.
La protagonista implícita: la física cuántica (y su establecimiento)
Ahora nos suena a algo casi habitual el concepto "cuántico", de hecho aquí hablamos de manera relativamente frecuente de los progresos que hay en la computación cuántica. Pero esto no era algo que se tenía tan claro hace unos cien años, cuando se empezaba a formular la mecánica cuántica a raíz del concepto "quantum" de Max Planck y otras grandes teorías posteriores como las de la relatividad de Einstein (1905 y 1915), que completaban las ideas de Planck.
Otras figuras y propuestas importantes vinieron en los años posteriores, como los de Louis De Broglie (estableciendo la dualidad onda/materia) o los de Erwin Schrödinger, ya que antes de lo del famoso gato había formulado la ecuación bautizada con su propio apellido y que le dio el Nobel en 1933. Y en un contexto de ebullición científica de este calibre no estaba de más reunir a los principales pensadores y ponerlos a pensar en conjunto.
De ahí nacieron las conferencias Solvay, fundadas por el químico e industrial belga Ernest Solvay en 1912. Un mecenas que tuvo a bien organizar un congreso que reuniese a los principales científicos del momento con el fin de propulsar el avance de la física cuántica, y la idea cuajó tan bien que se hizo posteriormente para tratar problemas abiertos en física y química hasta 2005.
Y fue la quinta, celebrada en 1927, la que reunió a las figuras que observamos en la fotografía. Un congreso celebrado en octubre de ese año con el fin de hablar sobre los electrones, fotones y ese micromundo que trata de explicar la Teoría Cuántica al ser donde empieza a fallar la física clásica.
Los Nobel que había y los que estaban por venir
"Electrones y fotones" era el título de esa conferencia de 1927, en cuyo excepcional plantel merece la pena pararse un poco para repasarlo. Hemos mencionado algunos nombres, pero como decíamos desde un principio se trata de una foto histórica por la asistencia de figuras consagradas en la física y en otros campos, así que veamos quién está en esa singular estampa.
Imagen: flickr
- En la fila trasera, de izquierda a derecha: Auguste Piccard, Émile Henriot, Paul Ehrenfest, Édouard Herzen, Théophile De Donder, Erwin Schrödinger, Jules Emile Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Fowler, León Brillouin.
- En la fila del medio, de izquierda a derecha: Peter Debye, Martin Knudsen, William Lawrence Bragg, Henrik Anthony Kramers, Paul Dirac, Arthur Holly Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr.
- En la fila delantera, de izquierda a derecha: Irving Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles-Eugene Guye, Charles Thomson Rees Wilson, y Owen Richardson.
A modo de resumen, citamos los principales logros de cada uno, lo cual en algunos casos resulta bastante difícil de resumir (o innecesario en cierto modo):
- Auguste Piccard: el suizo fue profesor de física en las universidades de Zurich y Bruselas, pero lo más conocido fue su labor como inventor y explorador, ascendiendo a la estratosfera en una cápsula presurizada, estudiando los rayos cósmicos y estratos ionizados de la estratosfera e inventando el batiscafo en 1948.
- Émile Henriot: un físico y químico suizo que detectó la radiactividad natural del potasio y el rubidio. Sus métodos de estudio fueron precursores para el desarrollo de las ultracentrífugas y fue pionero en el estudio del microscopio electrónico.
- Paul Ehrenfest: físico austriaco cuyas principales contribuciones se produjeron en la teoría del Cambio de estado, la relación de la física estadística con la mecánica cuántica y un teorema que recibe su propio nombre.
- Edouard Herzen: químico belga que fue uno de los principales exponentes del desarrollo de la física y la química durante el siglo XX, participando en seis conferencias Solvay.
- Théophile de Donder: matemático y físico belga considerado el padre de la termodinámica de procesos irreversibles, candidato en dos ocasiones al premio Nobel de física (de hecho, uno de sus estudiantes, Ilya Prigogine, se llevó el Nobel de química).
- Erwin Schrödinger: físico y filósofo austriaco que desarrolló la ecuación que describe la evolución temporal de una partícula subatómica masiva de naturaleza ondulatoria y no relativista (que quedaría como ecuación de Schrödinger) y que también realizó importantes contribuciones en el campo de la termodinámica, recibiendo el premio Nobel de física en 1933 por dicha ecuación (compartido con Paul Dirac), y que propuso su famoso experimento mental del gato.
- Jules Emile Verschaffelt: físico belga que participó en seis de las conferencias Solvay.
- Wolfgang Pauli: un físico teórico austríaco autor del principio de exclusión, según el cual es imposible que dos electrones (en un átomo) puedan tener la misma energía, el mismo lugar, e idénticos números cuánticos. Hay un cráter lunar y un asteroide (13093) conmemorando su nombre.
- Werner Heisenberg: físico y filósofo alemán autor del principio de incertidumbre, que afirma que es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula, y recibió el Nobel de Física en 1932.
- Sir Ralph Howard Fowler: físico y astrónomo británico que trabajó en termódinámica y física estadística y fue el primero en nombrar el Principio cero de la termodinámica.
- Léon Nicolas Brillouin: físico francés que introdujo el concepto de zonas de Brillouin, relacionado con la propagación de ondas de electrones en redes cristalinas. Desarrolló técnicas de perturbación en el campo de la mecánica cuántica que dieron lugar a la fórmula Brillouin-Wigner, siendo fundador de la física de estado sólido moderna y encontrando una solución al problema del demonio de Maxwell.
- Peter Debye: ingeniero y profesor universitario estadounidense que realizó numerosos trabajos relacionados con la mecánica cuántica. Extendió la teoría de calor específico de Einstein incluyendo los protones de baja energía y ganó el Nobel de química por contribuir al conocimiento de las estructuras moleculares en 1936.
- Martin Knudsen: físico danés que realizó contribuciones importantes sobre el flujo molecular de los gases y la teoría cinética molecular. Hay numerosos instrumentos y conceptos científicos que reciben su nombre (flujo de Knudsen, número de Knudsen, capa de Knudsen, medido de Knudsen, etc.).
- William Lawrence Bragg: físico británico galardonado con el Nobel de Física por su trabajo en el análisis de la estructura de cristales usando difracción de rayos X, junto a su padre.
- Hendrik Kramers: físico neerlandés que fue asistente de Niels Bohr y trabajó con Werner Heisenberg en trabajos sobre la aplicación de la teoría cuántica a las propiedades de la materia.
- Paul Dirac: ingeniero eléctrico, matemático y físico teórico británico que formuló la ecuación que describe el comportamiento de fermiones bautizada con su apellido, con la cual se predijo la existencia de la antimateria. Contribuyó de forma notable al desarrollo de la mecánica cuántica y la electrodinámica cuántica y le hemos mencionado antes ya que recibió el Nobel de física junto a Schrödinger en 1933.
- Arthur Holly Compton: físico estadounidense que estudiando los rayos X descubrió el cambio de longitud de onda de la radiación electromagnética de alta energía al ser dispersada por los electrones, lo cual fue llamado efecto Compton. Recibió el premio Nobel de física en 1927 por este descubrimiento y por sus investigaciones en rayos cósmicos y reflexión, compartiéndolo con Charles Wilson.
- Louis de Broglie: físico francés que recibió en Nobel de física en 1929 por el descubrimiento de la naturaleza ondulatoria del electrón (la hipótesis de Broglie), lo cual ayudó a justificar la ecuación de Schrödinger.
- Max Born: matemático y físico alemán que contribuyó a la física cuántica de manera notable con su interpretación probabilística de la función de onda de Schröndiger. Obtuvo el Nobel de Física en 1954 por su labor en mecánica cuántica, compartiéndolo con Walter Bothe.
- Niels Bohr: físico danés cuyo famoso modelo del átomo (basado en el de Rutherford) planteó el concepto de orbital, de modo que introdujo la teoría de las órbitas cuantificadas, por la cual el número de electrones de cada órbita aumenta desde el interior hacia el exterior. Obtuvo el Nobel de física en 1922.
- Irving Langmuir: ingeniero, físico yu químico estadounidense que recibió el Nobel de química en 1932 por sus labores en la química de superficie.
- Max Planck: físico y matemático alemán, padre de la Teoría Cuántica, la cual le dio el Nobel de física en 1918. Descubrió una constante fundamental que recibiría su nombre, usada para calcular la energía de un fotón, al proponer que la radiación no podía ser emitida y absorbida de forma continua, sino que los intercambios energéticos sólo podían ocurrir en determinados momentos y pequeñas cantidades a las que llamó "quantum".
- Marie Curie: científico polaca, pionera en el campo de la radiactividad (un término que ella misma acuñó) y descubridora de los elementos polonio y radio. Obteniendo el Nobel de física en 1903 (compartido con Pierre Curie y Henri Becquerel) y el de química en 1911 fue la primera persona en recibir dos premios Nobel en distintas especialidades (física y química) y la primera mujer en recibir uno.
- Hendrik Lorentz: físico neerlandés que recibió el Nobel de Física el año 1902 junto con Pieter Zeeman por su investigación en la influencia del magnetismo en la radiación, dando pie al descubrimiento del efecto Zeeman. Fue un pionero de la formulación de las bases de la teoría de la relatividad junto con Henri Poincaré y J. C. Maxwell.
- Albert Einstein: archiconocido físico alemán que publicó la teoría de la relatividad especial siendo aún empleado en la Oficina de Patentes de Berna, a raíz de la cual dedujo la ecuación de equivalencia masa-energía (E = mc²). Autor de la teoría de la relatividad general y de numerosas explicaciones sobre el efecto fotoeléctrico, recibiendo el Nobel de física en 1921 por esto último.
- Paul Langevin: físico francés, fue uno de los organizadores de los congresos Solvay. Conocido por su teoría del magnetismo, desarrolló la ecuación Langevin y las dinámicas también con su mismo nombre.
- Charles-Eugène Guye: físico suizo, siendo uno de los profesores de Einstein en la Universidad de Ginebra. Llevó a cabo experimentos que buscaron demostrar la dependencia de la masa del electron de su velocidad, cuyos resultados fueron fundamento de las predicciones de Einstein y Lorenz.
- Charles Thomson Rees Wilson: físico escocés que recibió el Nobel de Física en 1927 por la invención de la cámara de niebla.
- Sir Owen Willans Richardson: físico británico que obtuvo el premio Nobel de física un año después de Wilson por su trabajo en la emisión termoiónica, estableciendo sus bases gracias a las investigaciones que realizó sobre la pérdida de electrones por los cuerpos calientes en el vacío. Autor de la Ley de Richardson o ecuación de Richardson-Dushmann.
Así, como vemos de los 29 asistentes a la conferencia de Solvay de 1927 un total de 17 eran o iban a ser premios Nobel. De ahí que esta edición fuese tan significativa y que la foto sea probablemente la que más genios reúna en un mismo momento y lugar.
Como curiosidad, tal y como apuntan en Naukas el propio Ernest Solvay no fue a la universidad nunca, pero con sus patentes químicas reunió dinero suficiente como para vivir acomodado y emplear parte de su suma a organizar este congreso científico trianual. En ese encuentro fue donde Einstein, discutiendo sobre el principio de incertidumbre de Heisenberg con Bohr, acuñó su famosa frase "Dios no juega a los dados", a lo que Bohr respondió "Einstein, deja de decirle a Dios lo que ha de hacer".
Imagen | La versión a color es de Rare Historical Photos
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