Científicas que hicieron historia: Lise Meitner, la madre de la energía nuclear y la bomba atómica

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Lise Meitner
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El caso de Lise Meitner es similar al de otras científicas de finales del siglo XIX y principios del XX. Una científica brillante que quizás nunca fue reconocida como seguramente hubiera merecido. Sin embargo, sus investigaciones y descubrimientos hablan por sí solos de la relevancia que esta física austríaca tuvo en la historia de la física y de la ciencia en general.

Lise Meitner nació el 7 de noviembre de 1878 en Viena, capital de Imperio Austro-Húngaro en aquella época, en el seno de una familia judía con un elevado nivel cultural y relativamente rica en aquellos tiempos. Desde muy pequeña Lise mostró una atracción natural por la ciencia y le gustaban sobre todo las matemáticas. Este talento fue visto y potenciado por sus padres Philipp Meitner, abogado y maestro de ajedrez, y Hedwig Skovran, una talentosa música aficionada, que contrataron profesores particulares para ayudarla a seguir aprendiendo al margen de los contenidos escolares. Lise terminó los estudios obligatorios (digamos que lo que hoy en día sería primaria y la ESO) a los 14 años y no pudo acceder al instituto para preparar su ingreso a la universidad pues esto era algo prohibido para las mujeres en aquella época. A finales del siglo XIX, la educación en la escuela pública terminaba a los 14 años para las mujeres y estaban excluidas legalmente de las universidades. Sin embargo, a finales del siglo XIX la necesidad de dispensar atención médica a las mujeres musulmanas de las zonas ocupadas de Bosnia y Herzegovina propició que en 1897 el Gobierno austríaco consintiera que las mujeres cursaran licenciatura de ciencias y letras. Durante los siguientes años Lise se dedicó a seguir formándose por su cuenta con diferentes libros y materiales que podía conseguir y a perfeccionar su técnica con el piano. Sin embargo, siempre mantuvo su inquietud por cursar estudios superiores en la universidad. Cuando en 1897 se abrió la posibilidad de que las mujeres pudieran entrar en la universidad, Lise lo consultó con su padre. En aquella época, el ingreso a la Universidad de Viena se conseguía mediante el aprobado en un examen de ingreso, llamado “Matura”, muy duro. Los varones preparaban este examen durante varios años en el instituto, pero Lise no había tenido esta oportunidad y tendría que prepararlo por su cuenta. Consciente de las dificultades de aprobar este examen, su padre le recomendó que primero se formara como profesora para asegurarse un futuro. En 1899, a los 21 años, Lise completó su formación como profesora de francés. Con este título en la mano y la tranquilidad de saber que podría encontrar trabajo en cualquier momento, el padre de Lise costeó profesores particulares para ayudar a Lise a preparar el examen de acceso a la universidad. Finalmente, aprobó el examen en el verano de 1901, y con 23 años se convertía en la primera mujer admitida en la carrera de física en la Universidad de Viena.

En el verano de 1901, con 23 años, Lise Meitner se convertía en la primera mujer admitida en la carrera de física en la Universidad de Viena.

Durante los siguientes 5 años cursó sus estudios teniendo como profesores a algunos de los físicos más importantes de su época como Anton Lampa, Stefan Meyer o Ludwig Boltzmann hasta culminar en 1906 consiguiendo su título de doctora. A pesar de su talento, una científica no tenía mucho futuro en Viena, así que decidió mudarse a Berlín y seguir sus estudios en radioactividad, un fenómeno recientemente descubierto en 1896 y muy estudiado en la época. En Berlín asistió a las clases del famoso científico Max Planck, el cual solo permitía la asistencia de mujeres si éstas contaban con un talento extraordinario, y Lise formaba parte de este selecto grupo. Esta época académica y profesional en Berlín iba a marcar su vida ya que conoció al químico Otto Hahn, al cual le uniría vinculo tanto profesional como personal durante más de 30 años.

Lise Meitner

Desde muy al principio, la colaboración de Hahn y Meitner fue muy productiva. Ya en 1908 habían publicado juntos un trabajo sobre el elemento químico actinio (un elemento químico radiactivo que se utiliza en radioterapia médica como tratamiento contra el cáncer). En el año 1912, Hahn y Meitner recibieron una oferta para unirse al recién fundado Instituto Kaiser Wilhelm de química (hoy en día conocido como Instituto Max Planck de química o Instituto Otto Hahn y localizado en la ciudad de Mainz). La oferta fue bastante desigual ya que mientras Hahn consiguió un salario muy bueno para la época, Meitner tuvo que trabajar gratis y ser mantenida por su padre. Esta situación cambió en 1913 cuando el mismísimo Max Planck la contrató como asistenta en su laboratorio, convirtiéndose en la primera mujer asistente en Prusia, aunque este fuera el rango más bajo en la jerarquía científica.

El 28 de julio de 1914 daría comienzo la Primera Guerra Mundial y esto trastocó el trabajo de Lise. En ese tiempo decidió colaborar con los esfuerzos de guerra trabajando a tiempo parcial como técnica de rayos X en el hospital Lichterfelde de Berlín. Durante este tiempo mantuvo vivas sus investigaciones centrándose sobre todo en el uranio. A principios de 1917, con la guerra todavía en marcha, es ascendida a directora de su propio departamento en el Instituto Kaiser Wilhelm y unos años más tarde, en 1918, descubre junto a Hahn un isotopo estable del protactinio, un elemento químico que, aunque había sido identificado en 1913, no había podido ser estudiado en detalle debido a su breve periodo de desintegración (el protactinio, debido a su escasez, alta radioactividad y toxicidad, no tiene aplicaciones fuera de la investigación científica básica). Este hallazgo le sirvió para ascender a directora del departamento de Física de la Radiación en el Instituto Kaiser Wilhelm.

El 28 de julio de 1914 daría comienzo la Primera Guerra Mundial y esto trastocó el trabajo de Lise. En ese tiempo decidió colaborar con los esfuerzos de guerra trabajando a tiempo parcial como técnica de rayos X en el hospital Lichterfelde de Berlín.

En 1922 Lise Meitner empezó a dar clase de Física Nuclear Experimental en la Universidad de Berlín con un contrato temporal. Sin embargo, en 1926 conseguiría su plaza fija convirtiéndose en la primera mujer con este cargo en una facultad de física en Alemania. En este periodo su actividad investigadora siguió ligada a la radiación y en 1923 Meitner descubrió el conocido como efecto Auger (se trata de la emisión de un electrón por parte de un átomo como respuesta a la transición de otro electrón del mismo átomo a un nivel de energía diferente), que lleva el nombre de Pierre Victor Auger, un científico francés que descubrió el efecto dos años después. Por otro lado, en esos años se produjo una revolución en el mundo de la física. El descubrimiento del neutrón a principios de la década de 1930 por Chadwick permitió comprender las partículas que habitaban en el núcleo y desató una carrera entre científicos de todo el mundo por crear de forma sintética elementos más pesados que el uranio, los llamados elementos transuránicos, y tanto Meitner como Hahn se metieron de lleno en ella. Sin embargo, en plena ebullición de la investigación en este tema, en el año 1933 el partido Nationalsozialistische Deutsche Arbeiterpartei (NSDAP), coloquialmente conocido como partido Nazi, alcanzó la mayoría parlamentaria y Hitler fue nombrado Reichskanzeler (Canciller).

Desde 1933, y como parte de la política antisemita, los descendientes de judíos empezaron a ser despedidos de sus trabajos y Lise perdió su plaza de profesora ese mismo año. Sin embargo, pudo continuar sus investigaciones en el laboratorio. Al año siguiente, en 1934, se realizó un experimento clave en la carrera de Meitner. Enrico Fermi, un famoso físico italiano, bombardeó átomos de uranio con neutrones. Fermi sugirió que, como resultado del proceso, el uranio podía ganar un protón y de esta forma se podría formar un elemento más pesado que el propio uranio. Los elementos se distinguen entre sí por el llamado número atómico, es decir, por el número de protones en su núcleo. El número atómico del uranio es 92. Si este gana un protón, pasa a tener 93 protones en el núcleo y esto implica que deja de ser uranio y pasaría a ser otro elemento diferente con numero atómico 93 (el primer elemento transuránico que hoy en día se conoce como neptunio). Fermi propuso este método para generar los elementos transuránicos. Sin embargo, existían algunas voces que decían que, de hecho, lo que estaba pasando era lo contrario, no se generaba un elemento más pesado, sino que el uranio se rompía en elementos más ligeros. La primera de estas voces fue Ida Noddack, investigadora del Instituto de Física del Reich en Berlín, que se convertiría en la primera persona en proponer el concepto de FISIÓN NUCLEAR. Sin embargo, Noddack no siguió indagando en el tema.

Tenía el sueldo más bajo del Instituto Nobel de Física, no se le permitía tener estudiantes y por supuesto le dieron muy pocos recursos para construir un nuevo laboratorio experimental. Pese a todo, como pudo, Lise reemprendió sus investigaciones y de hecho fue aquí donde hizo su gran contribución científica.

Sí lo harían Meitner y Hahn. Fue la primera la que convenció a Hahn para comenzar una línea de investigación en el tema y en 1934 comenzaron sus experimentos con la incorporación del joven químico Fritz Strassmann a su equipo. Sus primeros experimentos seguían la línea de Fermi y, pese a que empezaban a encontrar resultados un poco contradictorios, eran reacios a considerar la propuesta de la fisión. Estos experimentos continuaron hasta 1938, año en el que Alemania anexionaría Austria convirtiéndose Lise en ciudadana alemana. Desde ese momento su situación se complicaría mucho más. Los alemanes prohibieron salir del país a los científicos y le quitaron el pasaporte. Pero, por otro lado, siendo descendiente de judíos su situación era crítica. Por eso se decidió a salir del país y ayudada por sus colegas científicos, cruzó la frontera hacia Países Bajos el 13 de julio de 1938. Desde Países Bajos viajó a Copenhague donde trabajó por un breve periodo de tiempo en el laboratorio de Niels Bohr, otro de los grandes científicos de la época, para finalmente asentarse en un nuevo trabajo en el Instituto Nobel de Física, conocido desde 1964 como Instituto de Manne Siegbahn y hoy en día integrado en el departamento de física de la Universidad de Estocolmo. Sin embargo, lejos de encontrar hospitalidad en este nuevo trabajo, se encontró con un profesor Siegbahn, director del centro, que le puso todos los obstáculos posibles a su investigación. Tenía el sueldo más bajo del instituto, no se le permitía tener estudiantes y por supuesto le dieron muy pocos recursos para construir un nuevo laboratorio experimental. Pese a todo, como pudo, Lise reemprendió sus investigaciones y de hecho fue aquí donde hizo su gran contribución científica.

Fisión nuclear

Asumir que un núcleo podía romperse en pedazos iba en contra de experimentos anteriores. Sin embargo, no fue impedimento para que Meitner le diera un nuevo enfoque al problema y a los pocos días ya lo había resuelto junto con Frisch. Su modelo teórico explicaba perfectamente el proceso y bautizaron al fenómeno como FISIÓN NUCLEAR, siendo los primeros en utilizar esta nomenclatura.

Como se mencionó anteriormente, Meitner, Hahn y Strassmann habían empezado a realizar experimentos de bombardeo del uranio con neutrones en 1934. Sin embargo, no eran capaces de dar una explicación satisfactoria a sus resultados. De hecho, en los siguientes años publicaron una serie de artículos que, con el tiempo, se demostró que eran erróneos. Todo cambió en 1938, el mismo año en que Meitner salió de Alemania. En diciembre de ese año, 5 meses después de que Meitner abandonara Alemania, Hahn y Strassmann llevaron a cabo el considerado “experimento decisivo” en la historia de la fisión nuclear. Bombardearon uranio con neutrones moviéndose a baja velocidad. Los resultados los desconcertaron. Al analizar los compuestos obtenidos, se dieron cuenta de que habían generado bario, un elemento con número atómico 56, lo que significaba que el uranio en vez de aumentar en tamaño se había dividido en átomos más pequeños. Los resultados experimentales estaban ahí, pero no sabían cómo explicarlo. Es por ello que Hahn decidió contactar a Meitner en Estocolmo. Le contó los resultados y le pidió ayuda.

Meitner aceptó el reto y comenzó a trabajar en el tema junto con su sobrino Otto Robert Frisch, que trabajaba en aquella época en el laboratorio de Niels Bohr en Copenhague pero que estaba de visita en Estocolmo justo en ese momento. En un primer momento Meitner se enfrentó a dilema importante. Adoptar la fisión nuclear significaba que todo el trabajo que había publicado con Hahn y Strassman en los cuatro años anteriores sobre elementos transuránicos estaba equivocado. Además, se había postulado después de los experimentos de Fermi que la partícula más grande que podía emitir un núcleo era una partícula alfa (las partículas alfa son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4 (4He) formados por dos protones y dos neutrones). Por lo tanto, asumir que un núcleo podía romperse en pedazos iba en contra de este postulado. Sin embargo, estos no fueron impedimento para que Meitner le diera un nuevo enfoque al problema y a los pocos días ya lo había resuelto junto con Frisch. Su modelo teórico explicaba perfectamente el proceso y bautizaron al fenómeno como FISIÓN NUCLEAR, siendo los primeros en utilizar esta nomenclatura. Rápidamente, Meitner y Frisch escribieron un artículo, que enviaron a la revista Nature. La noticia se corrió como la pólvora. Meitner le contó a Hahn sobre su cálculo y Frisch le contó a Niels Bohr. Bohr llevó la noticia sobre la fisión nuclear a EEUU y pronto los laboratorios de todo el país estaban haciendo sus propios experimentos para confirmar la realidad de la fisión nuclear. Desafortunadamente, todo esto sucedió antes de que se publicara el artículo de Meitner y Frisch, por lo que sus nombres no fueron tan prominentes como deberían haber sido y esto condujo a, probablemente, una las mayores injusticias en el mundo de la ciencia.

En 1944 el Premio Nobel de Química fue otorgado a Otto Hahn en solitario “por su descubrimiento de la fisión de núcleos pesados” incluso pese a que científicos como Bohr se esforzaron para que la contribución de Meitner fuera reconocida. Este galardón es visto como uno de los más injustos de la historia.

En 1944 el Premio Nobel de Química fue otorgado a Otto Hahn en solitario “por su descubrimiento de la fisión de núcleos pesados” incluso pese a que científicos como Bohr se esforzaron para que la contribución de Meitner fuera reconocida. Este galardón es visto como uno de los más injustos de la historia porque obvia el trabajo decisivo de Meitner y Frisch para entender el fenómeno en su totalidad. De hecho, como hemos dicho antes, Hahn hizo los experimentos, pero el modelo teórico fue obra de Meitner y Frisch. Meitner se sintió herida por esta situación y, especialmente, por la actitud de Hahn quien minimizó su papel en el descubrimiento. A pesar de estas tensiones, Hahn le dio a Meitner parte del dinero en efectivo de su Premio Nobel. Meitner inmediatamente donó esto al Comité de Emergencia de Científicos Atómicos de Albert Einstein, que estaba promoviendo el uso pacífico en lugar de militar de la energía nuclear. Hahn le dio el debido crédito a Meitner y Frisch en su conferencia Nobel, señalando que fueron ellos quienes habían planteado la posibilidad de que los núcleos pesados se rompieran en otros más ligeros.

Antes, en 1942, Meitner fue invitada a trabajar en el Proyecto Manhattan, pero se negó rotundamente y dijo que no quería tener nada que ver con una bomba. Sin embargo, después de la guerra, Lise Meitner fue aclamada por los aliados como la madre de la bomba atómica pues en su desarrollo del modelo de fisión, ya se había dado cuenta de que se podía producir una reacción en cadena generando una gran cantidad de energía. De hecho, fue su sobrino, Otto Robert Frisch, quien diseñaría el primer mecanismo de detonación de una bomba nuclear gracias a los conocimientos adquiridos con su tía. Sin embargo, Meitner odiaba este título de “madre” de la bomba atómica. Ella desaprobaba el uso militar de la fisión nuclear y por ello quiso seguir evitando cualquier conexión con su investigación y la bomba atómica hasta el final de sus días.

Meitner odiaba el título de “madre” de la bomba atómica. Ella desaprobaba el uso militar de la fisión nuclear y por ello quiso seguir evitando cualquier conexión con su investigación y la bomba atómica hasta el final de sus días.

Al finalizar la guerra, Lise Meitner contaba con 67 años y siguió trabajando en Estocolmo hasta que se jubiló con 75 años en 1953. En estos últimos años de carrera se dedicó en gran medida a dar conferencias y viajó a EEUU varias veces con este fin. En una de estas visita, en 1946, fue recibida como una auténtica estrella y fue recibida por el presidente americano Harry Truman que le entregó el galardón como “Mujer del año” que votaba el Club Nacional de Prensa de Mujeres.

En 1997 se le brindó un homenaje bautizando al elemento de masa atómica 109 como Meitnerio. Meitner es la única mujer que tiene este reconocimiento.
En 1997 se le brindó un homenaje bautizando al elemento de masa atómica 109 como Meitnerio. Meitner es la única mujer que tiene este reconocimiento.

Meitner, a pesar de no recibir el Nobel, tuvo muchos otros reconocimientos a su carrera: el premio de la ciudad de Viena a la ciencia en 1947, la medalla Max Planck en 1949, el premio Otto Hahn en 1955, la medalla Wilhelm Exner en 1960, la medalla Dorothea Schlözer de Göttingen en 1962 y muchos galardones más. Sin embargo, recibió dos reconocimientos más que reflejan la importancia de su persona. En 1966 fue galardonada junto a Hahn y Strassman con el premio Enrico Fermi, un galardón de gran prestigio concedido por el Gobierno de EEUU en honor a los científicos con una reconocida trayectoria profesional en el desarrollo, uso, o la producción de energía. Pero quizás todavía más importante que éste, es el homenaje que se le brindó en 1997 cuando el elemento de masa atómica 109 fue bautizado en su honor como Meitnerio. Para comprender la magnitud de este homenaje, hay que darse cuanta que solo científicos de talla de Einstein (Einstenio, Es) o Fermi (Fermio, Fm), entre otros, tienen un elemento en su nombre. Meitner es la única mujer que tiene este reconocimiento (el elemento Curio, Cm, recibe su nombre en honor a Pierre y Marie Curie, a ambos).

Muchos consideran a Lise Meitner como «la mujer científica más importante del siglo XX» y sin duda es firme candidata a este galardón.

En 1960, con 82 años, se mudó a Cambridge, donde vivía su sobrino Otto Robert Frisch, para pasar los últimos años de su vida cerca de su familia. Murió el 27 de octubre de 1968 a la edad de 89 años.

Muchos consideran a Lise Meitner como «la mujer científica más importante del siglo XX» y sin duda es firme candidata a este galardón. Incluso en su día el mismo Albert Einstein reconoció el talento y la capacidad de Meitner denominándola “nuestra Marie Curie”, queriendo decir la “Marie Curie alemana”. Esta comparación con la mujer científica más importante de la historia refleja a las claras la enorme valoración que la comunidad científica tenía, ya en aquella época, por Lise Meitner. El tiempo ha demostrado que, sin duda, no se equivocaban.

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