Ernest Rutherford_Nobel de Química y padre de la Física Nuclear

Principia_Diario de Avisos (Febrero 2013)
Daniel García Velázquez
Ernest Rutherford: Nobel de Química y padre de la Física
Nuclear
Lord Ernest Rutherford (1871-1937) fue un personaje científicamente hablando, excepcional.
Catedrático de física en la Universidad de Victoria, Manchester (Inglaterra), galardonado en
1908 con el Premio Nobel de Química por sus investigaciones sobre la desintegración de los
elementos y la química de las sustancias radioactivas. Sus investigaciones estuvieron
estrechamente relacionadas con logros que habían obtenido ya el reconocimiento de la
Academia en forma de Nobel en ocasiones anteriores, como el trabajo teórico y experimental de
J. J. Thomson (su gran mentor) sobre el movimiento de la electricidad a través de gases, el
descubrimiento de H. Becquerel de la radiactividad espontánea, y la investigación del
matrimonio Curie sobre elementos, como el uranio, radio o polonio, los cuales descubrieron que
emitían radiación o, como también se denominan en honor al científico francés, rayos de
Becquerel (las famosas radiaciones alfa, beta y gamma).
Pero para Rutherford no todo fueron logros fáciles. Sus padres de Rutherford eran granjeros;
habían emigrado a Nueva Zelanda desde el Reino Unido, donde Ernest nació en 1871. Se
trataba de una familia bastante humilde, por lo que pudo obtener su educación superior gracias a
un gran esfuerzo y distintas becas; ¿quién les hubiera dicho a sus padres que a su hijo se le
concedería el título de Lord o Barón Rutherford de Nelson, con el lema “Primordia Quaerere
Rerum” (Buscar los Primeros Principios de las Cosas……..búsqueda a la que dedicó gran parte
de su vida desentrañando la composición del átomo, la unidad fundamental que lo constituye
todo).
En un principio, Rutherford estudió en la Universidad de Nueva Zelanda, y posteriormente se
trasladó a la Universidad de Cambridge para doctorarse. En 1898 viajó hasta Canadá y se
convirtió en Catedrático de Física en la Universidad de McGill, en Montreal, casi al mismo
tiempo que el problema de los rayos de Becquerel se convertía en un desafío para la comunidad
científica mundial. En dicha universidad, Rutherford trabajó en descifrar la naturaleza de esos
misteriosos rayos, realizando diversos experimentos con sustancias emisoras de radiactividad
espontánea, como el uranio, con el objetivo de determinar la capacidad de penetración de dicha
radiación. Pero el descubrimiento más fundamental y revolucionario de todos lo realizó con un
ayudante, el físico F. Soddy, en 1901, cuando estaban estudiando un elemento radiactivo, el
torio, y observaron que aparecía uranio donde antes no existía: “unos elementos se convertían
de manera espontánea en otros diferentes”. Este hecho podía llegar a suponer que, una de las
bases de la Química con la que se había desenmascarado a charlatanes durante siglos –que los
elementos no podían convertirse unos en otros, simplemente combinarse de una manera u otra
para formar distintas moléculas– se había desvanecido. La transmutación de unos elementos en
otros era posible, y de una manera rocambolesca, los alquimistas tenían razón en este aspecto,
aunque fuera pura casualidad y sin comprender si quiera el concepto de elemento. De hecho, la
hipótesis de la desintegración del propio Rutherford lo explicaba muy bien: el átomo inestable
emitía partículas alfa (cargas positivas), partículas beta (cargas negativas o electrones) y
radiación gamma (radiación electromagnética), y como consecuencia se modificaban sus
propiedades de una manera íntima, convirtiéndose el átomo en uno diferente, perteneciente a un
elemento distinto.
Las investigaciones sobre los fenómenos radiactivos que caracterizaron al elemento torio
llevaron a Rutherford a descubrir que este elemento emana una sustancia gaseosa, la llamada
emanación del torio, que se ha demostrado desde entonces es de naturaleza elemental, y
utilizando aire líquido se ha conseguido condensarla en forma líquida. Como explicación de
estos fenómenos sorprendentes, Rutherford junto con Soddy, postularon en 1902 la denominada
teoría de la desintegración de los átomos. De acuerdo con esta teoría, el origen y la pérdida de la
radiactividad deben ser consideradas como consecuencia de cambios, no en la molécula, sino en
el átomo en sí mismo. Los elementos radiactivos están sujetos, consecuentemente, a una
desintegración real, de modo que en cualquier espacio de tiempo un porcentaje determinado de
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sus átomos se rompen en una o más partículas de radiación por una parte, y en un átomo nuevo
por otra, que por tanto constituye un nuevo elemento distinto del origen, debido a las diferencias
que manifiesta en sus propiedades físicas y químicas. Este nuevo elemento puede a su vez
desintegrarse de un modo similar, y así, paso a paso, hasta que finalmente aparece un átomo de
mayor estabilidad y permanencia. Las medidas realizadas mostraban que la semivida de
desintegración variaba entre unos pocos segundos y miles de millones de años.
Donde el neozelandés se equivocó completamente fue al especular sobre la utilización de esta
energía de un modo práctico, afirmando lo siguiente: “La energía producida por la
desintegración del átomo es muy pobre. Cualquiera que pretenda utilizar la transformación de
los átomos como fuente de energía está diciendo estupideces”. ¿Se imaginan cómo viviríamos
hoy en día si no utilizáramos la energía nuclear procedente de las reacciones atómicas?