La conferencia de Solvay - La historia detrás de una fotografía 1/3

No sabría dar una cifra exacta, aunque seguramente exista alguien en Internet que nos la pueda dar, pero al año se celebran muchísimas conferencias científicas. Son eventos donde se exponen ideas, proyectos o experimentos, para ponerlos en común con el único propósito de mejorar y crecer. Es lo bueno de ésto. La ciencia a lo largo de la historia se ha basado en investigar y mejorar algo ya existente, con el único propósito de que la humanidad continúe avanzando.


Pues bien, las conferencias de Solvay son una serie de congresos científicos que han venido celebrándose desde 1911. Mi interés en estas conferencias nace siendo chaval, cuando en mi libro de texto de Física y Química veo la siguiente foto, que corresponde concretamente a la 5ª Conferencia de Solvay:

Versión coloreada de la Quinta Conferencia de Solvay. La misma foto que vi en mi libro de texto.

Se considera la mayor reunión de científicos de la historia. Además, esta puede ser una de las fotografías más famosas de la historia de la ciencia.Obviamente, solo pude reconocer algunos nombres: Bohr, Schrodinger, Planck y, por supuesto, Curie o Einstein. Me llamó muchísimo la atención el hecho de que esta gente fueran contemporáneos. En mi cabeza aparecían asociados a fórmulas o descubrimientos. Pero lo más fascinante de todo es que se conocían. Incluso sus vidas se cruzaron surgiendo relaciones amorosas, envidias o peleas. Después hablaremos de ello, primero veamos cómo surge todo esto.

Ernest Solvay

Ernest Solvay no pudo ir a la universidad, pero está claro que no fue por falta de inteligencia o talento, fue debido a una enfermedad. Eso no le impidió demostrar sus dotes y, entre otras muchas cosas, patentó el llamado Proceso Solvay que permitía obtener carbonato sódico a nivel industrial. De hecho, este método se sigue usando en la actualidad y las fábricas de la empresa Solvay siguen funcionando, incluso en España.

Afortunadamente, la inmensa fortuna que generó la empleó en la filantropía. Una de esos actos desinteresados fue la celebración de la Primera Conferencia de Solvay, en 1911, con asistentes como Marie Curie, Einstein, Planck, Brillouin padre, Sommerfeld o Rutherford, entre otros.

Asistentes a la primera Conferencia de Solvay. El mismo Solvay aparece sentado en tercer lugar por la izquierda.

 Pero vamos a dar un salto para no enredarnos más. La foto que a mí me proporcionó un interés tan grande en estas personas fue la que hemos visto arriba, la de la quinta conferencia. Esta tiene lugar de nuevo en Bruselas en 1927. A ella asisten 17 premios Nobel. Vamos a conocer a los asistentes uno por uno:

Auguste Piccard:

Profesor de Física en la Universidad de Basilea, es conocido por sus estudios sobre la estratosfera y los profundidades marinas. En 1931, alcanzó la estratosfera en una cápsula presurizada, alcanzando los 15971 m de altitud. En 1947, alcanzó los 3150 m de profundidad al descender en un batiscafo.
Si alguien ha leído a Tintín, seguramente habrá pensado en el profesor Tornasol. Hergé se inspiró en Piccard para dibujar a su célebre personaje.

Émile Henriot:

Físico y químico francés, obtuvo su doctorado bajo la dirección de Marie Curie en 1912 en la Sorbona.
En el campo de la química, demostró que el potasio y el rubidio generan radioactividad. En el campo de la física, estudió el microscopio electrónico y métodos para generar altas velocidades angulares, aplicados posteriormente en la fabricación de ultracentrífugas.

Paul Ehrenfest:

Este físico austriaco trabaja principalmente en el campo de la física estadística y su relación con la mecánica cuántica. Enuncia el Teorema de Ehrenfest, que sirve para explicar, entre otras cosas, la conservación de la energía usando la función de onda del Hamiltoniano. Se suicidó en 1933.

Edouard Herzen:

Hay poca información sobre este químico belga que participó en seis de las siete primeras conferencias. Su tesis se basó en el estudio de tensiones superficiales. Publicó un libro que intentaba explicar de forma simplificada la Teoría de la Relatividad de Einstein.

Théophile de Donder:

Físico y matemático belga. Los químicos le conocemos por su trabajo en termodinámica y por el estudio que relaciona la afinidad química con la variación de la energía libre de Gibbs. En una reacción en equilibrio, la afinidad química vale cero (y eso, amigos, es realmente muy importante, aunque no lo creáis).

Fue amigo de Einstein y gran defensor de la teoría de la Relatividad.

Erwin Schrödinger:

Quién no conoce a Schrödinger. Por poco que hayas estudiado ciencias o te interese este mundillo, habrás oído hablar del gato de Schrödinger. Aquí tenemos a nuestro primer premio Nobel. Recibió el galardón de Física en 1933 por su famosa ecuación.

Tumba de Schrodinger en Austria con su ecuación como epitafio

La ecuación de Schrödinger es un pilar fundamental en la mecánica cuántica. Tras demostrarse la dualidad onda-corpúsculo de la luz, De Brogglie supone que se puede aplicar este principio a todas las partículas, lo que queda demostrado con la difracción de rayos X. Schrödinger aplica la ecuación del Hamiltoniano a las fórmulas clásicas que explican la dualidad. Desde el punto de vista probabilístico, demuestra que es imposible situar exactamente la posición de una partícula en el espacio.

Este carácter probabilístico era totalmente revolucionario y ello provocó muchas suspicacias entre los genios de la época, entre ellos Einstein. De hecho, de la correspondencia entre ambos surge la famosa paradoja del gato de Schrödinger. Este experimento hipotético consiste en introducir un gato en una caja herméticamente cerrada que contiene en su interior una ampolla de veneno y un dispositivo que la activa. Según la mecánica cuántica, es imposible conocer la posición de un electrón en un momento dado. Lo mismo pasaría con el gato. Mientras la caja esté cerrada, sabemos que hay un gato dentro,  pero no podemos saber si está vivo o muerto hasta que abramos la caja. Esto se corresponde al principio de superposición de un electrón. Un electrón puede detectarse en dos sitios al mismo tiempo sin encontrarse realmente en ninguno de los dos.

Jules-Émile Verschaffelt:

Hay poca información sobre este físico belga. Su relación con la conferencia de Solvay se debe a que actuó como secretario del Instituto Internacional de Física Solvay.

Wolfang Pauli:

Wolfang Pauli asistió a la Conferencia de Solvay con solo 27 años. En 1925, con apenas 25 años ya había enunciado su famoso principio de exclusión. Y con tan solo 45 años recibió el Nobel. Hay que reconocer que este señor fue muy precoz en todo. De hecho, murió con 58 años de cáncer de pancreas, cuando quizás le quedaba mucho que aportar aún a la Física.

Pauli nace en 1900 en Viena, cuando aún existía el Imperio Austro-Húngaro. La anexión de Austria por parte de Hitler parece ser demasiado para él y desde 1940 vive y trabaja en EEUU donde adquiere la nacionalidad en 1946.

El principio de exclusión de Pauli, de gran importancia para la mecánica cuántica y que estudiamos desde el instituto, básicamente dice que no puede haber dos electrones que tengan sus cuatro números cuánticos iguales. Los electrones son fermiones, porque tienen espín semientero (¿recordáis el +1/2 ó -1/2?). Más adelante se descubrió que puede haber partículas con espín entero. Esos son los bosones, entre los cuales se encuentra el fotón. Esto quiere decir que puede haber varios fotones con la misma distribución de números cuánticos.

Werner Heisenberg:

Otro científico precoz, el físico alemán asiste a la conferencia con 26 años y gana el premio Nobel con 32. Por desgracia, vivió en Alemania durante el régimen nazi y su biografía se enturbia por esta razón. Pero primero hablemos del famoso principio de incertidumbre.

En primer lugar, este principio fue una revolución ya que no existía nada parecido en la mecánica clásica. Heisenberg dice que es imposible determinar a la vez y de forma precisa la posición de una partícula y su momento lineal (el momento lineal es el producto de la masa y la velocidad de la partícula). Así, si intentamos conocer la posición de una partícula, nos será más difícil determinar su velocidad. La relación entre las incertidumbres de ambas variables es la mitad de la constante de Planck reducida. Para entendernos:

Como la mecánica cuántica se relacionaba con algunos científicos judíos, como Born o Einstein, los nazis prohiben su enseñanza en Alemania. Heisenberg la enseñaba en la universidad. Durante la segunda guerra mundial, dirige el instituto Max Planck y el gobierno nazi le encarga el desarrollo de un reactor nuclear y de una bomba.

Aquí viene la duda. Heisenberg se rodea de grandes nombres como Otto Hahn, descubridor de la fisión, o Laue, descubridor de la difracción de Rayos X. ¿Por qué no consiguieron su propósito? Heisenberg se reunió con Bohr en 1941 y le habló del proyecto, incluso de datos secretos como el diseño del reactor nazi. Teniendo en cuenta que Bohr tenía contactos fuera de la Europa ocupada, daba la impresión de que Heisenberg difundió estos secretos deliberadamente. También cometió errores muy simples en los cálculos de la masa crítica y tanto él como el resto de participantes en el proyecto, afirmaron tras la guerra que lo habían saboteado por razones morales. Todo esto no le evitó la cárcel.

Sir Ralph Howard Fowler:

Físico británico, es conocido por las ecuaciones de Fowler-Nordheim, que explican la emisión de campo eléctrico por parte de los metales. Como datos curiosos, participó en la primera guerra mundial y estaba casado con  la única hija de Ernest Rutherford. Fue profesor en Cambridge de varios científicos de renombre, entre ellos Paul Dirac, ganador del Nobel.

León Brillouin:

Este físico francés es hijo de Marcel Brillouin, otro desarrollador de la mecánica cuántica y que asistió a la primera conferencia de Solvay. Fue alumno de Sommerfeld en Munich, donde se interesó por la difracción de Rayos X descubierto recientemente por Laue. De vuelta en Francia, el jurado de su tesis estuvo formado por Langevin, Marie Curie y Perrin (ahí es nada).

Los que hemos estudiado Cristaloquímica y Cristalografía le conocemos por las Zonas de Brillouin, descubiertas gracias a la aplicación de la difracción de Rayos X en redes cristalinas.

Aquí termina la primera parte de este post. Lo he dividido en tres partes para no hacerlo demasiado largo. Como os habréis dado cuenta, cada parte está formada por los científicos que aparecen en cada una de las tres filas de la foto de la conferencia.

Nos vemos en la segunda parte.