HISTORIA DE LA CIENCIA - El siglo XX
EL MUNDO FISICO: EL MICROCOSMOS
DESINTEGRACION ARTIFICIAL DEL ATOMO Y TRANSMUTACION DE LOS
ELEMENTOS
Mientras Bohr estructuraba el modelo del mecanismo atómico, su maestro Rutherford se
preguntaba si la desintegración natural de los elementos radiactivos no nos brindaría el medio
para realizar la desintegración artificial de los átomos. Recordemos que los proyectiles que
lanzan las sustancias radiactivas le habían servido para explorar el interior del átomo; ahora
ensayó emplearlas para demoler los núcleos atómicos. Admirable es la genial simplicidad del
dispositivo, que le permitió, en 1919, después de cuatro años de esfuerzos, realizar en su
laboratorio de Cambridge la primera transmutación de un elemento químico: colocó un
pequeño trozo de polonio en un cilindro lleno de nitrógeno. La inmensa mayoría de las
partículas alfa proyectadas por la sustancia radiactiva atravesaron el ambiente gaseoso sin
dificultad; pero algunas chocaron con núcleos de nitrógeno. Penetrando en la fortaleza nuclear,
la minúscula bomba la dislocó expulsando uno de los 7 protones que el núcleo de nitrógeno
encierra; los 6 protones restantes se anexaron a la partícula alfa. Ahora bien, ¿cómo logró
Rutherford verificar este resultado ultramicroscópico, formidablemente inferior a la escala de
toda masa ponderable? Las partículas alfa tienen en una atmósfera gaseosa a presión normal
un recorrido limitado (cerca de 3 centímetros); sus impactos se revelan por chisporroteos que
provocan sobre una pantalla fluorescente. Basta, pues, colocar la pantalla más allá del alcance
de las partículas alfa para comprobar que los eventuales chisporroteos no son producidos por
esos proyectiles, sino por restos nucleares, cuya carga y masa, por otra parte, pueden ser
controladas gracias a las desviaciones que sufren en los campos eléctrico y magnético. De este
modo fue como Rutherford verificó que partícula arrancada a los núcleos de azogue era un
protón. Mas cambiar el número de protones de un núcleo equivale a cambiar la naturaleza
química
del átomo. Al perder un protón e incorporarse un proyectil alfa formado por dos
protones, el núcleo termina por poseer ocho protones en lugar de los siete que poseía. Así,
pues, el núcleo de nitrógeno se ha vuelto un núcleo de oxígeno. ¡Un sueño más de dos veces
milenario estaba realizado! Por primera vez en la historia el hombre logró transmutar un
elemento químico.
Por supuesto, el rendimiento de esta experiencia básica de la alquimia moderna era
sumamente modesto. El blanco que los microproyectiles de Rutherford debían alcanzar, el
núcleo de nitrógeno, tiene un diámetro con un orden de un millonésimo de milimicrón, y no
olvidemos que un milimicrón es un millonésimo de milímetro. Entre varios millones, una sola
partícula alfa tenía la posibilidad de tocar justamente al núcleo; con el dispositivo empleado
por Rutherford, el décuplo del tiempo transcurrido desde el nacimiento de la Tierra (2.000
millones de años) no bastaría para recoger un solo miligramo de oxígeno sintético.
El gran físico de Cambridge, y sus discípulos Chadwick, Patterson, Blackett y otros mejoraron
el procedimiento y lograron transmutar una serie de elementos. ¿Es posible realizar la
desintegración sobre una escala más grande? Este fue el problema que ocupó los espíritus de
los microfísicos. El inglés
JOHN DOUGLAS COCKFORT y su ayudante WALTON
reemplazaron las pesadas partículas alfa por proyectiles más ligeros, protones, que aceleraron
con ayuda de transformadores de alta tensión, mientras que el americano VAN DE GRAAF
acudió a enormes generadores electroestáticos que imprimen a los microproyectiles, en un
campo donde la diferencia de potencial alcanza hasta cinco millones de voltios, la velocidad
requerida. Estos aparatos, aceleradores de proyectiles, fueron todavía superados por el
ciclotrón, verdadera honda eléctrica, cuyo primer modelo construyó en 1929 ERNEST
LAWRENCE. Pero con todo esto, las transmutaciones realizables no han franqueado el umbral
microscópico. Los
proyectiles disponibles estaban cargados positivamente como los núcleos
que les servían de blanco. Era, pues, menester emplear una energía muy grande para vencer la
repulsión que de ello resulta: una enorme energía para quebrar unos pocos núcleos. Pero la
situación iba a cambiar de golpe: en 1932, JAMES CHADWICK anunció en Cambridge el
descubrimiento de una nueva partícula atómica. Con masa igual a la del protón, pero
desprovista de carga eléctrica, el neutrón prometía ofrecer un proyectil ideal para provocar
desintegraciones nucleares.
