Louis-Victor de Broglie: entrevista


¿Desde cuándo se conoce la existencia de los átomos y cómo se llegó a la formulación de la hipótesis atómica? Nadie ignora que la hipótesis atómica se remonta a la Grecia clásica. Empédocles, Demócrito, Leucipo y, finalmente, Epicuro formularon la hipótesis de la que más tarde se haría eco Lucrecio en su obra De rerum natura La noción del átomo deriva de la hipótesis que los cuerpos están constituidos por partículas muy ligeras, invisibles e indivisibles, pero hasta dos mil años más tarde no se formularía científicamente una teoría atómica. 

¿Cómo se pasó de los planteamientos atomistas a las consideraciones científicas respecto al átomo? Con la química del siglo XIX y el descubrimiento de las leyes de discontinuidad química. Por otra parte, los químicos de la segunda mitad del siglo XIX también le dedicaron su atención, y de ahí partió la teoría atómica de la materia, más o menos basada en la teoría cinética de lo gases. 

Los físicos llegaron a la certeza que el átomo era un complejo edificio del que había que determinar la estructura, y para esta labor pusieron a contribución sus conocimientos sobre la naturaleza de la electricidad. Desde el siglo XVIII sabemos que hay electricidad positiva y electricidad negativa, y que la electricidad se relaciona con el fenómeno del magnetismo. Se planteó para la electricidad la misma cuestión que para la materia: saber si poseía una estructura discontinua. 
Las leyes de la electrólisis, descubiertas por Faraday, parecían indicar la existencia de esta discontinuidad; al descubrir los electrones, corpúsculos elementales de electricidad negativa, la discontinuidad de la electricidad negativa se hizo patente. Hacia 1900 se planteó si la electricidad positiva poseía, como la negativa, una estructura granular. 
Después de la experiencia de E. Rutherford, hacia 1910 los físicos se pusieron de acuerdo para adoptar su modelo, en el que se consideraba el átomo como un sistema solar en el cual el núcleo desempeñaba el papel del Sol, y los electrones el de los planetas. 

¿Cómo se diferencian los átomos? En su estado normal, un átomo debe ser neutro y contener tanta electricidad positiva como negativa. Por tanto, si en un átomo hay un número Z de electrones cuya carga negativa es — , el núcleo debe tener la carga + Ze . Lo que diferenciará, entonces, los distintos tipos de átomos, por ejemplo, un átomo de plomo de un átomo de plata, es el valor del número entero de los electrones periféricos. 
El número atómico no es otra cosa que el número de orden de elementos químicos en una clasificación de elementos establecida desde 1896 por Mendeleev. 
Esta serie contiene 92 elementos, que normalmente se hallan en la naturaleza y de los que el más ligero es el hidrógeno y el más pesado el uranio, cuyo peso atómico se aproxima a 238. 
A partir del modelo atómico de Rutherford, Niels Bohr desarrolló en 1913 su teoría científica del átomo, que luego, junto a las nuevas ideas de la mecánica ondulatoria, proporcionó a los físicos una interpretación muy completa de lo que ocurre en la periferia del átomo. Sólo hacia 1930 se empezó a conocer lo que ocurría en el núcleo atómico. 

¿Qué papel desempeñan los isótopos? El descubrimiento de los isótopos ha eliminado casi por completo la dificultad que se presentaba respecto a la teoría de la unidad de la materia. 
Estudiando la desviación de los átomos con espectrógrafos de masas se demostró que núcleos del mismo número atómico, correspondientes a átomos de la misma constitución, dotados de propiedades físicas y químicas casi idénticas, pueden tener masas diferentes. A estos elementos se les llama isótopos; por ejemplo, del estaño se conocen 10 isótopos no radiactivos. Se comprueba que las masas de cada uno de los isótopos de todos los núcleos conocidos son casi exactamente múltiplos enteros de la masa del protón. A este “casi exactamente” se le llama defecto de masa y aún opone una leve resistencia a la teoría de la unidad de la materia. 

¿Qué es la radiactividad? Antes de conocer la existencia del núcleo, los trabajos de Curie, Becquerel, Soddy, Fajans y Rutherford nos han hecho conocer el fenómeno de la radiactividad natural, de la que sólo están dotados los elementos químicos pesados y que consiste en la facultad de estos átomos de desintegrarse al azar dando nacimiento a un átomo de otro elemento. 

Cuando se conoció la existencia del núcleo central apareció claramente el sentido de la radiactividad. Puesto que el núcleo caracteriza la individualidad de las especies químicas, es él quien debe romperse en el fenómeno de la radiactividad. 

Louis de Broglie opina acerca de la nueva problemática de la física actual a partir de la teoría de la relatividad. 

La teoría de la relatividad, ¿cómo modificó la química tradicional? Desde Lavoisier, creador de la química moderna, se consideraba que la masa se conserva siempre rigurosamente. El desarrollo de la teoría de la relatividad condujo a modificar esta concepción, de modo que la masa no sería más que una forma particular de la energía, la cual se conservaría siempre. Esto sería el principio de la inercia de la energía enunciado por Einstein en 1905 y que permite comprender el origen de los defectos de masa: la masa del núcleo es ligeramente inferior a la suma de las masas de los constituyentes debido a que en el momento de su formación se produce la pequeña pérdida de energía. Por todo ello hoy las hipótesis de la unidad de la materia y de la complejidad de los núcleos se hallan libres de toda objeción. 

¿Cómo han influido los estudios sobre el átomo en el descubrimiento de las partículas elementales? Desde 1930 las técnicas de las transmutaciones provocadas en los núcleos mediante bombardeos han sido rápidamente desarrolladas gracias al empleo de dispositivos poderosos cuyo prototipo ha sido el ciclotrón puesto en marcha en el Radiation Laboratory de la Universidad de California en Berkeley por Ernest O. Lawrence.

En el centro de estos experimentos tuvo lugar un gran descubrimiento por parte de los esposos Curie, que demostró cómo ciertos procesos de bombardeo ocasionan el nacimiento de un núcleo inestable, el cual se desintegra espontáneamente y da nacimiento a otro elemento. 
En 1932 la física nuclear fue transformada por el descubrimiento de dos nuevas partículas: el neutrón y el electrón positivo; después del descubrimiento del neutrón, Heisenberg propuso una concepción de la estructura del núcleo muy superior a la antigua, según la cual el núcleo no está formado por electrones y protones, sino por protones y neutrones; la producción de electrones negativos o positivos en procesos de desintegración se explicaría no por la preexistencia de electrones en el núcleo, sino por la transformación de un protón nuclear en neutrón, o viceversa, acompañado de la creación de un electrón. El conjunto de estas concepciones sirve de base a la teoría de los núcleos y a la previsión de los fenómenos nucleares. 

¿Cuál es el origen de la energía atómica? Hace tiempo que se sabe utilizar la energía liberada en la interacción entre los átomos en el momento en que se unen o deshacen liberando calor. Todos los procesos de la química tradicional, y especialmente la metalurgia, representan nuevas utilizaciones de la energía, que desde Lavoisier se han multiplicado de modo vertiginoso.

El descubrimiento de cuerpos violentamente explosivos, como la nitroglicerina, ha permitido obtener liberaciones bruscas de grandes cantidades de energía, pero hasta aquí se trataba de la energía química proveniente de la periferia de los átomos. Lo que caracteriza la energía atómica es su procedencia del núcleo atómico, donde se reúnen los protones y neutrones y donde, al transformarse la estructura, se libera mucha más energía que en los fenómenos periféricos, por lo que debería llamarse únicamente energía nuclear. Al descubrirse en 1938-39 el fenómeno de la fisión del uranio la situación ha cambiado por completo. 

Tras la fisión del átomo no pacífica, ¿cuál ha sido el camino recorrido en la utilización de la energía nuclear? Se había observado que el bombardeo del uranio por los neutrones daba lugar a una desintegración del núcleo, y se demostró que el choque de neutrones contra ciertos núcleos de uranio los rompía en dos de masa aproximadamente igual, que este fenómeno se acompañaba de una emisión de neutrones, y que los núcleos producidos eran, además, inestables, produciéndose nuevas transformaciones. Las reacciones nucleares al principio sólo afectaban a algunos núcleos de átomos, y a pesar de su interés teórico no eran más que juegos de laboratorio. Pero en 1939 los físicos advirtieron una nueva posibilidad. Al liberarse neutrones y propagarse éstos por toda una masa de uranio el desprendimiento de energía es formidable. 

Ello llevó al descubrimiento de la bomba atómica. La bomba de Hiroshima fue construida a partir de uranio 235, y la de Nagasaki se hizo a partir de plutonio. Posteriormente se desarrollaron las bombas de hidrógeno, basadas, no en fisión de núcleos pesados, sino en la de núcleos ligeros, cuya potencia puede ser miles de veces mayor que la de las bombas atómicas. 

Además de los efectos inmediatos de una explosión atómica, ¿qué otros efectos secundarios se producen? Todas las bombas atómicas poseen la propiedad de expandir radiaciones, átomos radiactivos que permanecen en la atmósfera y en el agua, capaces durante mucho tiempo de emitir radiaciones nocivas para el organismo humano, que incluso pueden determinar alteraciones cromosómicas que pongan en peligro generaciones futuras. 

¿Cuál es la responsabilidad moral del científico en este terreno? No son los científicos, sino los políticos, los responsables de determinadas aplicaciones de los descubrimientos científicos. La misión de aquéllos es hacer avanzar la ciencia, como contribución al progreso de la humanidad. Difícilmente logra el científico evitar las aplicaciones negativas de la ciencia, contrarias al interés de los pueblos. 

¿Cuáles son las principales aplicaciones pacíficas en el uso de la energía nuclear? Entre Otras muchas figuran los reactores nucleares, que se utilizan para hacer funcionar máquinas de vapor o turbinas de gas que a la vez alimentan centrales eléctricas o se emplean en la propulsión de buques o submarinos. Si los hombres quieren que su civilización no se detenga y progrese, deben pasar de los combustibles basados en el carbón y el petróleo a la obtención de combustibles sintéticos y a la utilización industrial de la energía nuclear, que por otra parte no resultaría cara. 

¿Cuáles son el estado actual y las perspectivas de las investigaciones en el campo de la física nuclear? La física nuclear ha realizado grandes progresos en los últimos veinte años. De tales progresos ha nacido la física de las partículas elementales, que se ocupa del estudio de las partículas subatómicas. En los años 30 apenas se conocían cuatro o cinco de ellas: el protón, el electrón, el positrón, el neutrón y el fotón; hoy se conocen más de trescientas. La situación es muy compleja, pero cabe esperar que por este camino lleguen a resolverse numerosas cuestiones aún pendientes acerca de la estructura del núcleo atómico. Por lo que respecta a la utilización pacífica de la energía atómica, los estudios se centran ahora en el control de los procesos que se verifican en la explosión de una bomba de hidrógeno, idénticos, en líneas generales, a los que origina la energía solar. La puesta a punto de estos reactores nucleares de fisión supondría una fuente inagotable de energía, no sometida a la dependencia de materiales como el uranio y el plutonio, y con toda seguridad mucho más económica que la proporcionada por los actuales reactores. Si la humanidad no comete la locura de emplearla para su propia destrucción, la utilización de la energía atómica transformará la industria. La posibilidad de utilizar a nuestro antojo la energía atómica ha abierto una nueva era en la historia de la humanidad: la inteligencia humana puede sentirse orgullosa de haber llegado a penetrar los secretos de la constitución íntima de la materia. 

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