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El Neutrino

El neutrino es una partícula esquiva, en apariencia insignificante, pero necesaria para explicar el mundo. Ni la radiactividad, ni el big bang, ni el Modelo Estandar de la física de partículas serían posibles sin él. Con El neutrino, un blog nacido en febrero de 2009, el físico y escritor Germán Fernández pretende acercar al lector, y ahora al oyente, al mundo de la ciencia a partir de cualquier pretexto, desde un paseo por el campo o una escena de una película, hasta una noticia o el aniversario de un investigador hace tiempo olvidado.

2014, Año Internacional de la Cristalografía / Dos premios Nobel en disolución

Cristalografía - El Neutrino podcast - Cienciaes.com

Desde la antigüedad, la belleza de los cristales ha fascinado a la humanidad. En el siglo I de nuestra era, Plinio el Viejo escribía en su Historia Natural sobre el cristal de roca, con caras hexagonales tan lisas que ningún artesano sería capaz de igualarlas. Los chinos y los indios conocían desde antiguo la cristalización de la sal y el azúcar.

Hace cuatro siglos, Kepler fue el primero que trató de explicar la formación de los cristales de hielo como el resultado de encajar seis elementos alrededor de un séptimo. Pero hubo que esperar hasta finales del siglo XVIII para que el mineralogista francés René Just Haüy enunciara las leyes geométricas de la cristalización, según las cuales la forma de los cristales responde al empaquetamiento tridimensional de paralelepípedos idénticos. Así nació la cristalografía geométrica, que se desarrolló durante el siglo XIX con la descripción matemática de los diferentes tipos de cristales según su simetría. El trabajo de matemáticos y geólogos como Hessel, Bravais, Gadolin, Fedorov y Schönflies desembocó en la caracterización de los treinta y dos tipos posibles de simetrías cristalinas, agrupadas en los llamados “sistemas cristalinos”: cúbico, tetragonal, ortorrómbico, hexagonal, trigonal, monoclínico y triclínico.

Aunque basada en las propiedades físicas macroscópicas de los minerales, la cristalografía geométrica no pasó de ser una construcción teórica hasta que el físico alemán Max von Laue demostró en 1912 que los rayos X que atraviesan un cristal sufren difracción, se desvían en unas direcciones particulares. Un año más tarde, los físicos británicos William Henry Bragg y William Lawrence Bragg (padre e hijo) enunciaron la ley que lleva su nombre, y que relaciona las direcciones e intensidades de los rayos X difractados en el experimento de Laue con la posición de los átomos en los cristales. La ley de Bragg relaciona directamente los sistemas cristalinos del siglo XIX con la estructura microscópica de la materia; y confirmó la existencia real de las partículas, los átomos, que constituyen la estructura cristalina. Laue y los Bragg fueron premiados con el Premio Nobel, en 1914 y 1915 respectivamente. Gracias a ellos, hace un siglo nació la cristalografía moderna.

En cien años, la difracción de rayos X ha contribuido enormemente al desarrollo de muy diversos campos de la ciencia, lo que se ha reflejado en 23 premios Nobel. En 1923, Dickinson y Raymond determinaron la estructura cristalina de la hexametilentetramina y demostraron que las moléculas tienen existencia real en los cristales, separadas unas de otras a mayores distancias que las existentes entre los átomos que las componen. En 1953, Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN. Al ADN siguieron la mioglobina, la hemoglobina, la insulina, las vitaminas y otras proteínas de gran importancia biológica. Y no se trata sólo de la química y la biología. La cristalografía es un punto de apoyo importantísimo para la tecnología, y tiene un gran impacto en nuestra vida diaria. Gracias a la cristalografía podemos fabricar memorias informáticas cada vez más compactas y desarrollar nuevos materiales y medicamentos. Es un ejemplo de la universalidad de la ciencia, y por eso este año 2014, en el que conmemoramos el centenario de la concesión del Premio Nobel de Física a Max von Laue, ha sido declarado por la Asamblea General de las Naciones Unidas Año Internacional de la Cristalografía.

La medalla que recibió Max von Laue por su Premio Nobel tiene una historia curiosa.

Con el advenimiento del Tercer Reich, en 1933, el Instituto de Física Teórica de Copenhague, dirigido por el físico danés Niels Bohr, se convirtió en un refugio para físicos judíos que huían de la Alemania nazi. Bohr había recibido el Premio Nobel de Física en 1922 “por sus aportaciones en la investigación sobre la estructura de los átomos y sobre las radiaciones que de ellos emanan”.

Aunque no eran judíos, los físicos alemanes Max von Laue y James Franck depositaron allí sus medallas Nobel para evitar que cayeran en manos de los nazis. Max von Laue había sido galardonado en 1914 “por su descubrimiento de la difracción de los rayos X en los cristales”, descubrimiento que no solo marcó el nacimiento de la cristalografía de rayos X, sino que además confirmó que los rayos X eran un tipo de radiación electromagnética y permitió medir su longitud de onda; Franck, por su parte, había compartido el premio con Gustav Hertz en 1925 “por su descubrimiento de las leyes que gobiernan el impacto de un electrón en un átomo”, descubrimiento que confirmó la cuantificación de los niveles de energía de los electrones del modelo atómico de Bohr.

Poco después, Franck emigró a los Estados Unidos. Von Laue, que nunca ocultó su oposición al gobierno nazi, permaneció en Alemania y ayudó a muchos científicos perseguidos a huir.

En abril de 1940, los alemanes ocuparon Dinamarca. Como en la Alemania nazi estaba terminantemente prohibido sacar oro del país, y los nombres de Franck y von Laue estaban grabados en sus respectivas medallas, Bohr decidió ocultarlas. Su colaborador, el químico húngaro György Hevesy, propuso enterrarlas, pero a Bohr no le pareció lo bastante seguro. Así que Hevesy decidió disolverlas. Cuando ya las tropas nazis marchaban por las calles de Copenhague, Hevesy disolvió laboriosamente las dos medallas en un frasco de agua regia, una mezcla de ácidos nítrico y clorhídrico concentrados, que es uno de los pocos reactivos capaces de disolver el oro. Así, cuando los nazis registraron el laboratorio, pasaron por alto el frasco que, en una estantería a la vista de todos, guardaba las disolución. En 1943, Bohr y Hevesy, que era judío, tuvieron que huir a Suecia para evitar su detención por la policía alemana.

Ese mismo año, György Hevesy ganó a su vez el Premio Nobel de Química “por su trabajo en el uso de isótopos como marcadores en el estudio de procesos químicos”.

Cuando, tras la guerra, Bohr y Hevesy regresaron a Copenhague, encontraron el frasco intacto. Con el oro recuperado de la disolución, la Fundación Nobel volvió a acuñar las medallas.

OBRAS DE GERMÁN FERNÁNDEZ:

El expediente Karnak. Ed. Rubeo

El ahorcado y otros cuentos fantásticos. Ed. Rubeo


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