Verba volant, scripta manent

martes, 28 de julio de 2015

Lise Meitner, la pionera olvidada

Lise Meitner (1878-1968)

Nacida en Viena el 17 de noviembre de 1878, en el seno de una familia judía (aunque se convertiría al luteranismo en 1908), Lise Meitner era hija de Philipp Meitner, uno  de los primeros abogados judíos de Austria (los judíos no tuvieron acceso a los estudios universitarios en Austria hasta 1867), además de un extraordinario ajedrecista. Tuvo una esmerada educación, interesándose por la física y las matemáticas desde muy joven, y en 1901 se matriculó en la Universidad de Viena, siendo una de las cuatro primeras mujeres en hacerlo (hacía poco que el emperador Francisco José había autorizado el acceso de las mujeres a la educación superior). Fue discípula del célebre físico Ludwig Boltzmann y en 1906 se doctoró con una tesis sobre la conducción del calor en un cuerpo no homogéneo y trabajó durante un año en el Instituto de Física Teórica de Viena, antes de mudarse a Berlín para asistir a las clases de Física Teórica de Max Planck.
Una vez en Berlín, su talento despertó el interés de Planck, con cuya familia acabó viviendo varios años y que la contrataría como su asistente en 1912. Además, desde su llegada a Berlín trabajaba formando equipo con un joven físico llamado Otto Hahn en el Instituto de Química de la Universidad de Berlin, una colaboración que se prolongaría durante más de tres décadas. Como la Universidad no admitía a mujeres, durante dos años, Meitner trabajó sin recibir sueldo alguno y con medios muy precarios en un sótano que había sido un taller de carpintería. En 1909 Hahn descubrió un método para medir los espectros de la desintegración beta en los isótopos radiactivos. El prestigio de este descubrimiento le permitió ser nombrado en 1912 profesor en el recién creado Instituto Kaiser Guillermo (una sociedad que agrupaba a diversas instituciones de investigación científica), donde continuó sus investigaciones y se llevó con él a Meitner, primero como adjunta sin sueldo, pero a partir de 1913 como investigadora de pleno derecho.

Otto Hahn y Lise Meitner, en el laboratorio
El trabajo de Meitner sufrió un breve parón con el estallido de la Primera Guerra Mundial, en la que colaboró al esfuerzo bélico como enfermera y radióloga. Volvió al Instituto a finales de 1916 y colaboró con Hahn en el descubrimiento de un nuevo elemento de número atómico 91, el protactinio, en 1917. Sus descubrimientos les permitieron ir ascendiendo; Otto Hahn llegó a ser director del Instituto Kaiser Guillermo y Meitner fue nombrada catedrática de Física Nuclear Experimental. En 1926, Lise Meitner consiguió otro hito al convertirse en la primera mujer profesora de Física de la Universidad de Berlín.
Sin embargo, el advenimiento del nazismo supuso tiempos oscuros para los alemanes de origen judío, como Meitner. Científicos de renombre como los premios Nobel Fritz Haber y Otto Stern, el húngaro nacionalizado alemán Leo Szilard o el austríaco Otto Frisch (sobrino de Meitner) se vieron obligados a abandonar sus cátedras y laboratorios y marchar al exilio. Meitner resistió algún tiempo, gracias a su pasaporte austríaco, y a partir de 1935 comenzó a investigar los elementos transuránidos (de número atómico superior al del uranio, 92) junto a Hahn. Sin embargo, la situación no hizo sino empeorar, y cuando el acoso a Meitner se hizo insostenible, con la ayuda de varios amigos como Planck y Hahn y los físicos holandeses Dirk Coster y Adriaan Fokker consiguió un pasaporte falso con el que voló a Holanda y de allí a Suecia. Una huida casi de película, en la que estuvo a punto de ser descubierta: Kurt Hess, director del departamento de Química Orgánica del Instituto, era un ferviente nazi que informaba a las autoridades de todo lo que pasaba allí y les había avisado del riesgo de fuga de la científica. En Suecia, Meitner no tardó en encontrar empleo en el laboratorio del premio Nobel de Física Manne Siegbahn; un empleo muy por debajo de su cualificación (ni siquiera le permitían dar clases) pero que al menos le permitía subsistir.
Pese a las dificultades, Meitner seguía al tanto de los trabajos de sus antiguos colaboradores. En noviembre de 1938, Meitner se entrevista en secreto con Hahn y con su sobrino Frisch (que trabajaba en Dinamarca con el gran físico Niels Bohr) en Copenhague. Allí, Hahn la pone al corriente de sus experimentos bombardeando uranio con neutrones, intentando conseguir elementos transuránidos en el laboratorio. En contra de lo esperado, Hahn no sólo no ha obtenido dichos elementos, sino que además ha hallado un residuo que parece ser bario (aunque él cree que pudiera ser radio). Meitner le sugiere que repita el experimento y compruebe la verdadera naturaleza del misterioso elemento, ya que si fuese de verdad bario, la única explicación sería una fisión nuclear. Dicha idea, la de que el átomo pudiera romperse para dar lugar a dos elementos de menor peso atómico, la había sugerido por primera vez en 1934 otra gran física, Ida Noddack, pero sin aportar pruebas ni una explicación teórica.
En las navidades de ese año, Frisch viaja a Suecia para pasar unos días con su tía. Una tarde, ambos salen a pasear por el bosque nevado. Lise camina pensativa, dándole vueltas a los resultados de Hahn. Su sobrino le ha traído una carta de su antiguo colega, sacada en secreto de Alemania, en la que le informa de que el residuo hallado en sus experimentos es, sin duda alguna, bario. La científica trata de encajar todas las piezas y encontrar una respuesta. Y de repente, lo ve claro. Se sienta en un tronco, saca papel y lápiz y se pone a escribir a toda prisa. Por fin ha dado con una explicación, que además concuerda con la teoría atómica de Bohr, que comparaba el núcleo del átomo con una gota de agua: el bombardeo de neutrones provoca que el núcleo se rompa, no en varios trozos, sino que, al igual que una gota de agua, se separa en dos partes, que se repelen al poseer cargas similares. Lo único que quedaba por explicar era la elevada cantidad de energía que el proceso producía. Y Meitner lo explicó recurriendo a la famosa ecuación E=mc2 de la teoría de la relatividad de Einstein, sugiriendo que esa energía procedía de la diferencia de masa entre el uranio original y los productos obtenidos, diferencia que se había transformado en energía. Hizo los cálculos de memoria, y sus resultados coincidían casi perfectamente con los obtenidos por Hahn.
Mietner y su sobrino redactaron un esbozo de la teoría que Frisch mostró a su vuelta a Dinamarca a Bohr, quien estaba a punto de partir hacia Estados Unidos. Bohr, que de inmediato comprende la importancia del hallazgo, les aconseja publicarlo lo antes posible. Y así lo hacen, en febrero de 1939, en la revista Nature, en un magnífico artículo en el que Lise incluso sugiere la posibilidad de una "reacción en cadena", lo que abría la puerta a la obtención de energía nuclear (también a la fabricación de armas atómicas). En este artículo, además, se habla por primera vez de fisión (término tomado de la biología) al referirse a la escisión del núcleo. No obstante, en enero, Hahn y su colaborador Fritz Strassman habían publicado en la revista alemana Naturwissenschaften los resultados de sus experimentos, mencionando la idea de la ruptura del núcleo, sin citar a Meitner como origen de dicha idea. Cosa, por otra parte, totalmente comprensible, ya que si se supiese que mantenían contacto con ella les podía haber tenido problemas con las autoridades nazis.
No obstante, a partir de ese momento Hahn defendió que el mérito del descubrimiento correspondía exclusivamente a él y a sus colaboradores del Instituto Kaiser Guillermo. Incluso en 1944, cuando Hahn recibió el premio Nobel de Química (un galardón que, en justicia, tendría que haber sido compartido con Lise) por el descubrimiento de la fisión de núcleos pesados, se abstuvo de mencionar a Meitner en su discurso. Aunque Meitner nunca buscó el reconocimiento ni la fama, el ninguneo de su viejo amigo Hahn le resultó profundamente doloroso.
El descubrimiento de la fisión nuclear provocó el inicio de una carrera entre los científicos de las potencias del eje y de los aliados por conseguir una bomba de fisión de uranio. A Lise se le ofreció participar en el famoso Proyecto Manhattan para desarrollar la bomba atómica norteamericana, pero ella se negó (dicen que fue el único científico que rechazó tal ofrecimiento). No así su sobrino, quien había sido el primero en describir de forma teórica el esquema de una bomba atómica, junto a su colega Rudolf Peierls (el llamado memorando Frisch-Peierls). Lise Meitner se opuso rotundamente al uso bélico de la energía atómica; lo que no evitó que, después de Hisroshima y Nagasaki, la prensa le colgara el apodo de "la madre de la bomba atómica". Muy al contrario, se convirtió en una militante pacifista, instó a los científicos a hacerse responsables de las consecuencias de sus descubrimientos y defendió el control de armas.

La 7ª Conferencia Solvay (1933). Entre nombres de la talla de Niels Bohr, Ernest Rutheford, Erwin Schrödinger, Enrico Fermi o Werner Heisenberg, sólo hay tres mujeres: Marie Curie (sentada, en el centro), su hija, Irene Joliot-Curie (sentada, segunda por la izquierda) y Lise Meitner (sentada, segunda por la derecha)
Lise Meitner jamás buscó la fama; una vez que le propusieron hacer una película sobre su vida respondió que "preferiría caminar desnuda por Broadway". Nunca se casó, aunque no le faltaron proposiciones, para poder seguir centrada en sus investigaciones. Poco después de la guerra obtuvo una cátedra en el Instituto de Tecnología de Suecia. En 1949 recibió la Medalla Max Planck de la Sociedad Alemana de Física y en 1966 recibió el premio Enrico Fermi (ex-aequo con Hahn y Strassman) por el descubrimiento de la fisión.
Lise Meitner siguió dando clase hasta 1960, en que dejó Suecia y se instaló en Cambridge para estar cerca de su sobrino, profesor en la famosa Universidad. Allí falleció, el 27 de octubre de 1968, a pocos días de cumplir los noventa años. En su honor en 1982 se le dio el nombre de meitnerio al elemento de número atómico 109, recién descubierto en el Instituto de Investigación de Iones pesados de Darmstadt.

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