La sort dels Joliot-Curie

Perdoneu la longitud de l’article, però us garanteixo que pagarà la pena. Alguna vegada he sentit que perquè hi hagi una gran amistat entre dues persones han de ser semblants en caràcters i/o opinions, mentre que perquè hagi un gran matrimoni han de ser oposats, sempre dintre d’uns límits, és clar. La parella de la qual us vull parlar avui és un exemple de persones diferents… amb el detall que van guanyar un Premi Nobel i no sé dir-vos si per sort o no. Sobre aquesta parella, la dels Joliot-Curie us parlaré a la nostra història d’avui.

[@more@]

Irène Curie era filla de Marie Curie. Havia treballat al costat de la seva mare com radiòloga a la Primera Guerra Mundial quan tenia 16 anys. Als 18 anys era una autèntica experta en radiologia, capaç de desmuntar i arreglar aparells espatllats. Ho feia sense prendre les degudes precaucions, el que va acabar passant-li factura temps després. És clar, tot això simultàniament amb els seus estudis. La seva tesi doctoral va versar sobre els rajos alfa del poloni que va defensar en 1925.

Amb 24 anys era alta i de complexió robusta. Els contemporanis diuen que tenia una mirada directa, aguda i moltes vegades desconcertant. Alguns la recorden tímida, sense coqueteria, imperturbablement tranquil·la i d’una gran senzillesa, inaccessible en aparença per la seva intel·ligència i sensibilitat, reservada, concisa però amb una forta dosi d’ironia. Quan feia classe, després de traçar un diagrama a la pissarra, podia tranquilamente mullar-se el dit índex amb saliva i esborrar alguns punts en el tram del guix, fent que una línia contínua fora una línia de punts. Uns altres la recorden altiva i conscient per l’estatus de ser la filla de la Marie Curie i en altres ocasions molt grossera. No li preocupaven en absolut les aparences o les convencions: s’aixecava la faldilla sense problemes per a rebuscar a una enagua un mocador amb el qual després es sonava sorollosament; i durant els menjars llançava per sobre del muscle el pa que li sobrava. Einstein deia que semblava un ramader. I si estava al laboratori amb la seva mare i algú venia a veure-les, entre la brusquedat d’una i la fredor de l’altra, el visitant se sentia o bé desconcertat o bé ofès.

En 1926 es va casar amb Frédéric Joliot, tres anys menor que ella. Era atlètic, ple de vida, ambiciós i, igual que en Pierre Curie, fill d’un comuner de París. Havia començat a treballar un any abans en el laboratori de Marie Curie on la Patronne i la seva filla li posaven bastant nerviós. Havia optat primer per la química, però en l’últim minut va triar l’opció de física. Això va fer exclamar a Gustave Bémont, qui havia ajudat als Curie a aïllar el radi: "Vet aquí un físic de segona collita". Va acabar els seus estudis amb el número 1 de la seva promoció i abans d’acabar-los va ser presentat per Paul Langevin a Marie Curie, qui li va prendre com preparador particular en l’Institut del Ràdi al desembre de 1924.

Poc després Irène i Frédéric van començar a treballar junts i al cap del temps es van casar. Sembla mentida que dos caràcters tan diferents puguin fer una gran parella, com us comentava abans. Frédéric tenia moltes qualitats seductores: era intel·ligent, apassionat, brillant, bon conversador. D’altra banda, mentre ella difícilment feia amistats amb la gent, ell tenia una gran facilitat per a relacionar-se amb els altres; mentre ella es mostrava tranquil·la i serena, ell era entusiasta i impulsiu. Dintre de les seves diferències, compartien la passió per la investigació científica i la seva afició pels esports com la natació, el tennis i l’esquí.

I ara, vegem una mica de la seva història conjunta i la seva sort.

Durant molts anys es creia que els nuclis estaven composts per protons i electrons. No es coneixia l’existència del neutró. Rutherford, però, va tenir el convenciment que havia una partícula no detectada al nucli atòmic a la qual va batejar com "neutró". En 1920 va informar a la Royal Society sobre la possibilitat de la seva existència:

Sembla molt probable que un electró es pugui unir també dos nuclis d’hidrogen i possiblement també a un sol nucli. En el primer cas, això implica la possible existència d’un àtom de massa aproximadament 2 transportant una càrrega, que s’ha de considerar com un isòtop d’hidrogen. En el segon cas, implica la idea de la possible existència d’un àtom de massa 1 que té càrrega nuclear 0. Semblant estructura atòmica no sembla ser en absolut impossible.

Encara que va anar darrere d’ells, no va poder dedicar-se als laboratoris tant com a ell li hagués agradat. Començava a tenir altres distraccions com l’administració de la Universitat i la participació en comitès públics nacionals. A més, en 1930 havia mort la seva única filla, la Eileen, que va deixar 4 fills als quals Rutherford tenia gran afecte.

El gran home va delegar cada vegada més en James Chadwick, qui li va prendre el relleu. I no ho va fer gens malament, doncs va anar per feina de forma obsessiva. Els seus esforços van provocar burles afectives per part de col·legues més joves qui van muntar un espectacle en el qual satiritzaven la recerca del "pocotró".

Al gener de 1932 va llegir un article del matrimoni Joliot-Curie publicat a la revesta Comptes-Rendus. Aquest article descrivia com, repetint un experiment efectuat dos anys abans per Walther Bothe i Herbert Backer, havien bombardejat beril·li amb una font intensa de poloni. El beril·li emitia així una radiació inusualment penetrant. Resulta que aquella radiació no només travessava qualsevol barrera que li van posar sinó que, a més, semblava tornar-se encara més intensa. No havia hagut cap experiència anterior amb aquests resultats. Van concloure a l’article que era una forma particularment potent de rajos gamma.

L’article va ser llegit per tota la comunitat científica. I què succeïx quan treballes en una activitat en la qual hi ha gent a la qual no se’ls escapa una? Que com se’t escapi a tu t’enxampen en un obrir i tancar d’ulls.

Després de llegir les conclusions, Rutherford va exclamar un: "No m’ho crec!" i li va dir a Cahwick que repetís els experiments.

Quan Ettore Majorana va llegir l’article estava present Emilio Segré. Majorana, en acabar, va dir:

– Oh! Mira quins idiotes; han descobert el protó neutre i no s’han adonat.

Chadwick també s’havia adonat. Havia de donar-se pressa per demostrar-lo, doncs sabia que altres físics pensarien el mateix que ell. Va treballar dia i nit, trencant la norma del Cavendish en la qual tot el treball que es realitzés en el laboratori havia de cessar a les 6 de la tarda. Després de tres setmanes va poder demostrar que aquella radiació era tan potent com perquè es desprenguessin partícules d’hidrogen, liti, heli, beril·li i argó. Era evident que les partícules expulsades per l’hidrogen eren protons mentre que la resta eren nuclis sencers de la substància bombardejada. El poder de penetració d’aquesta radiació no podia ser igualada ni amb els rajos gamma més potents. La conclusió era que la radiació estava composta per partícules neutres de masa 1 i càrrega 0. És a dir, que eren neutrons.

Va triar el fòrum Kapitsa per revelar les seves conclusions. Demacrat per la falta de somni però totalment eufòric es va dirigir al públic. Mark Oliphant va escriure: Abans, Kapitsa li havia convidat a sopar al Trinity i Chadwick estava molt relaxat. La conferència va ser extremadament lúcida i convincent, i va treure una ovació càlida i espontània del selecte públic present. Tothom va gaudir amb el relat d’una llarga recerca, portada a terme amb persistència i amb visió...


Al final va demanar que "el dormissin amb cloroformo i el fiquessin al llit dues setmanes". Però a l’endemà ja estava en peu per a escriure a Niels Bohr i a la revista Nature amb el cautelós encapçalament “La possible existència del neutró”.

Això va ser un cop molt dur pels Joliot-Curie. Frédéric va escriure en privat: Resulta molt molest que se’ns avancin altres laboratoris que immediatament fan seus els nostres experiments. Tanmateix, en públic es va mostrar sempre cortès i generós. Un Nobel que se’ls hi havia escapat, ja que Chadwick ho va rebre per això.

Rutherford, parlant més tard amb Joliot li va preguntar:

– Però no et vas adonar que tenies davant teu els neutrons dels que havia parlat a la meva conferència en 1920?

I Joliot va contestar:

– És que no vaig arribar a llegir-la, vaig pensar que seria l’habitual desplegament d’oratoria sense idees noves.

Anem més endavant. Al Congrés Solvay de 1933 van assistir 40 experimentals i teòrics entre els quals es trobaven Rutherford, Chadwick, Lawrence, Marie Curie, els Joliot-Curie, Langevin, Lise Meitner i Niels Bohr. Van estar discutint si el neutró de Chadwick estava fet de partícules o una partícula per dret propi. Van comentar, tanmateix, altre recent troballa també interessant. La d’una nova partícula per part de Carl Anderson: el positró (idèntic a l’electró però amb càrrega positiva). Anderson l’havia fotografiat gràcies a un enginyós artefacte anomenat Cambra de Boira que havia estat construït anys enrere per un tal Charles Wilson. Bàsicament era una cambra amb vapor d’aigua saturat. Les partícules que passaven condensaven les gotetes d’aigua i deixaven una trajectòria marcada. Es veia com el deixant d’un meteorit. Li van afegir un mecanisme que podia fer una fotografia en el moment adequat i la trajectòria de la partícula quedava registrada.

En un camp magnètic les partícules amb càrrega es desvien, però sempre en funció del signe de la càrrega. Per exemple, si una partícula era positiva i es desviava a la dreta, una negativa ho faria cap a l’esquerra. Així podia saber-se, per exemple, la càrrega de la partícula. Anderson va detectar certa partícula que es desviava amb la mateixa corba que un electró… però cap a l’altre costat, com si fos un electró amb càrrega positiva. Acabava de descobrir el positró. Aquest detall que se li havia passat al Chadwick i als Joliot-Curie no se li va passar a l’Anderson. Els Joliot-Curie tenen excusa perquè anaven a la caça del neutró. Però quan van saber de tot això, es van adonar que ells també havien fotografiat electrons en un camp magnètic "retrocedint en un sentit equivocat". Es van adonar del que se’ls hi havia escapat en llegir l’article de l’Anderson. Aquest últim va rebre el Nobel: la segona vegada que se’ls hi escapava.

Molests per no haver estat capaços de reconèixer els positrons que tenien davant dels seus nassos, es van posar a treballar en una sèrie d’experiments per a conèixer més detalls sobre aquesta nova partícula. Frédéric va posar una cambra de boira en un fort camp magnètic i va començar a bombardejar alumini corrent amb partícules alfa utilitzant un comptador Geiger para mesurar els resultats. Era lògic esperar que si es bombardejava l’alumini sortirien partícules que el comptador registraria. Però si treiem la font de partícules alfa, o sigui, deixàvem de bombardejar la mostra, el detector havia de quedar en silenci immediatament. Però els comptadors van seguir fent soroll. No se’l podia creure. Va repetir l’experiment una vegada més amb idèntics resultats i va anar a buscar a la Irène, qui va quedar igualment sorpresa. Aquella nit tenien un sopar, pel que van demanar a un col·lega que revisés els comptadors. Al matí següent havia una nota: "els comptadors funcionen a la perfecció".

Què havia passat? En bombardejar l’alumini amb partícules alfa, s’havia transmutat en un isòtop radioactiu intermedi del fòsfor que, al descompondre’s per a transformar-se en silici, emetia positrons que era el que detectaven els comptadors. Acabaven de generar un nou element radioactiu d’un element que abans no ho era. Els Joliot-Curie van publicar ràpidament el descobriment que anunciava "Un nou tipus de radioactivitat". El 15 de gener de 1934, les Actes de l’Acadèmia de les Ciències van publicar el descobriment de la "radioactivitat artificial", encara que aquest nom no va agradar als Joliot-Curie, que sempre puntualitzaven que la radioactivitat obtinguda per ells era idèntica a la natural: la diferència estava en la producció de l’isòtop radioactiu.

El descobriment va satisfer enormement a Marie Curie. Frédéric ho recordava en una transmissió radiofònica:

Marie Curie va ser testimoni de les nostres investigacions, i mai no oblidaré l’expressió d’intensa alegria que va manifestar quan la Irène i jo li vam mostrar, en un petit tub de vidre, el primer radioelement artificial. Encara la veig, prenent entre els seus dits, cremats ja pel radi, aquell petit tub amb radioelement, l’activitat del qual era molt feble. Per a comprovar el que li anunciàvem, ho va aproximar a un comptador Geiger-Müller i va poder escoltar els nombrosos senyals del comptador de radiació. Aquesta va ser sens dubte l’última gran satisfacció de la seva vida. Uns mesos més tard, Marie Curie moria a causa de la leucèmia.

Ara bé, com se’ls havia escapat una observació com aquesta als de l’equip de Lawrence a Berkeley, amb un ciclotró que utilitzaven diàriament i amb el que bombardejaven de tot? Resulta que tant el ciclotrón com els comptadors Geiger funcionaven amb el mateix interruptor! De manera que els científics mai van tenir oportunitat d’examinar si els comptadors seguien funcionant després que s’hagués desconnectat el ciclotró. Quan van veure la publicació dels Joliot-Curie van canviar a corre-cuita el cablejat i van deixar encesos els comptadors en desconectar el ciclotró. Van escoltar el clàssic tic rítmic que havien escoltat tantes altres vegades, però ara el ciclotró estava desconectat. Com va dir Stanley Livingstone: "un so que cap dels que estaven allí no oblidaria mai". Les cares amb les que es mirarien entre ells hagueren dignes de veure: se’ls hi havia escapat un Nobel. Com va dir un d’ells "podríem haver fet el descobriment en qualsevol moment". Altre científic va dir: "ens van donar ganes de patejarnos el cul els uns als altres".

I no només això. Més tard es van adonar que moltes peces del ciclotró i eines que tenien per allà, com tornavisos, també s’havien tornat radioactius sense que s’haguessin adonat.

Un Frédéric pletòrico li va dir a un col·lega: Amb el neutró vam arribem tard. Amb el positró vam arribar tard. Ara hem arribat a temps.

Es van dur el Nobel. I ara, digueu-me: van tenir sort o no?

Fonts:
"Antes de Hiroshima", Diana Preston
"La radiactividad artificial", P.Radvanyi y M.Bordry
"De la fisión del núcleo a la bomba de hidrógeno", Otto R. Frisch
"Marie Curie y su tiempo", José Manuel Sánchez Ron

Quant a omalaled

Me llamo Fernando y soy un apasionado de la ciencia y admirador de los científicos y ténicos de todas las épocas. Espero disfrutéis sabiendo un poquito más de ellos.
Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

2 respostes a La sort dels Joliot-Curie

  1. Joan diu:

    Molt bo l’escrit, val la pena.

    És increïble llegir com en un experiment se’t poden passar dos Nobel per alt, d’altra banda Chadwick i Anderson haurien passat més oblidats. (molt bo en Majorana!)

    A mi el que em fa una certa gràcia és la instal·lació elèctrica del laboratori de Berkeley, és el que tenen les coses que no se saben.

    Ara que de sort no sé si en van tenir del tot, com a en Rutherford també els van transmutar!

  2. omalaled diu:

    Jo també penso que van tenir molt bona sort. I mira que eren bons, però aquests són aquells que el tenen al davant i se’ls hi passa.

    Salut!

Els comentaris estan tancats.