Universidad de Alicante

Adolf Hitler, fue nombrado canciller de Alemania el 30 de enero de 1933. Casi de inmediato comenzó a implementar su ideología racial, lo que significó para Alemania, entre otras cuestiones, la emigración forzosa de un gran número de intelectuales, entre los que figuraba una buena parte de los mejores científicos de la época. Pero no hay duda de que permanecieron también excelentes científicos.

En esta parte, se abordará por qué Alemania no consiguió desarrollar bombas atómicas, a pesar de que existía un proyecto nuclear, uno de cuyos fines era construir dichas armas.

El físico de origen holandés, emigrado a Estados Unidos en 1927, Samuel Goudsmit dirigió la misión "Alsos" que el ejército estadounidense montó en Europa, cuando las fuerzas aliadas estaban invadiendo en 1944 los dominios nazis. Se trataba de obtener información de hasta dónde había llegado la ciencia germana, especialmente en física nuclear, así como capturar científicos alemanes antes de que lo hicieran los soviéticos. Para Goudsmit los alemanes fracasaron en el campo de la física nuclear, porque su ciencia estuvo disminuida por el dogma nazi. Y lo estuvo, según él, no sólo porque el nazismo expulsó y persiguió a los científicos de origen judío, sino porque hizo impopulares las ciencias "no arias", como la física moderna, con la consiguiente pérdida de estudiantes prometedores. Por si fuera poco, los pocos científicos genuinos que quedaron para remediar esta situación resultaron inadecuados, tanto porque tuvieron que luchar contra los oficiales nazis como porque muchos de sus colegas fueron infectados por la misma neurosis nazi.

Cuando se pretende entender por qué los científicos alemanes no produjeron armas nucleares, hay que tomar en consideración varios elementos. En primer lugar, el que a lo largo de 1940 y 1941 era fácil perder de vista en Alemania la relación entre la investigación en física nuclear y los armamentos. La guerra parecía ganada y, por consiguiente, difícilmente habría tiempo para emplear explosivos atómicos. El desvío de importantes recursos hacia la física nuclear parecía un derroche injustificado. En efecto, siempre se pensó que el camino para controlar la energía nuclear era demasiado largo, y tampoco pasó por la cabeza de los físicos germanos la idea de que sus colegas del otro lado del Atlántico pudiesen hacerlo mejor que ellos.

En segundo lugar está el auge de la ciencia estadounidense. Aunque los emigrantes de raza judía ayudaron a construir la bomba, ésta no se habría realizado de no haber sido por el hecho de que la ciencia estadounidense en general, y la física nuclear en particular, había experimentado, ya antes de la llegada de los exiliados forzoso, un desarrollo espectacular.

Especialmente importante para el desarrollo de las investigaciones nucleares norteamericanas fue la gran ventaja que Estados Unidos llevaba a todas las demás naciones en el ámbito de aceleradores de partículas (ciclotrones). Cuando, en 1938, Walter Bothe pugnaba por construir el primer acelerador alemán, en Estados Unidos existían nueve aceleradores, estando en construcción veintisiete.

Debido a la disponibilidad de ciclotrones y de científicos, ingenieros, técnicos capaces de construir, modificar y operar aceleradores de partículas, los estadounidenses contaron con gran ventaja tanto a la hora de producir plutonio como la tecnología necesaria para resolver el difícil problema de la separación del isótopo 235 del uranio del más abundante, pero casi inerte, 238. Ahora bien, si alguien se pregunta por qué Alemania estaba tan retrasada con respecto a Estados Unidos en aceleradores de partículas, encontrará la respuesta no en el régimen nazi, sino en el desarrollo, explicable en términos socioeconómicos, de la gran ciencia en la nación norteamericana.

Estados Unidos tenía un gran poderío industrial, tecnológico y de recursos materiales. Cuando Alemania pensó que realmente necesitaba una gran bomba para ganar la guerra, su capacidad industrial y de obtención de recursos estaba ya muy menguada o, mejor, tenía demasiado frente que atender.

Otro hecho que casi no se dio en Estados Unidos y sí en Alemania fue el de conflictos entre grupos de científicos nucleares. En Estados Unidos había tradición de trabajo en equipo, había colaboración entre físicos teóricos y experimentales. En Alemania, por el contrario, donde los científicos estaban acostumbrados a reinar sin restricciones en el pequeño mundo de sus institutos, y en donde el Estado nunca impuso una rígida y unitaria disciplina, surgieron algunos conflictos por el control del proyecto nuclear. No había interacción entre los institutos científicos alemanes. Werner Heisenberg, en principio el líder científico, nunca pudo controlar totalmente el avance de los trabajos. El único ciclotrón alemán, construido en 1943, funcionó sin que interviniese ningún teórico, en claro contraste con los de los americanos. No obstante las limitaciones de todo tipo en que se movieron las investigaciones alemanas, hay que reconocer que cuando se estudian los resultados a que llegaron, se encuentra que, en líneas generales, iban planteándose y resolviendo, con mayor dificultad y lentitud, más o menos el mismo tipo de problemas que sus colegas de "Los Alamos".

Las manifiestas diferencias entre el desarrollo y el resultado final de los esfuerzos nucleares alemanes y estadounidenses se pueden explicar en términos básicamente ajenos a la ideología nazi. No parece tan correcto lo que señalaba Goudsmit de por qué los alemanes no consiguieron construir una bomba.

La fisión nuclear

El 1 de septiembre de 1939 comenzaba la Segunda Guerra Mundial. El mundo sufrió profundos cambios tras aquel prolongado conflicto (seis años) en el aspecto social, político, económico y científico.

En esta parte trataremos sobre uno de los dos programas científico- tecnológicos más importantes en el periodo de la guerra: la construcción de la bomba atómica.

En el otoño de 1938, Otto Hahn realizaba una serie de experimentos con su colaborador Fritz Strassmann: bombardeaba uranio con neutrones lentos. Para su sorpresa, observaron que obtenían bario, un elemento mucho más ligero (casi la mitad) que el uranio. Parecía que el núcleo de uranio se había partido en dos, que se había fisionado.

Lise Meitner, colaboradora de Hahn durante 30 años, había tenido que abandonar Alemania debido a su origen judío. Encontrándose en Estocolmo, fue la primera enterarse por medio de una carta enviada por Hahn.

Meitner, junto a su sobrino, el físico Otto R. Frisch, buscaron una interpretación, llegando a la conclusión de que podían entender el fenómeno descubierto por Hahn y Strassmann. Todo ocurría antes de que los químicos alemanes hubiesen publicado su artículo, el 6 de enero de 1939.

Frisch se marcha a Copenhague y hace partícipe a Niels Bohr de estos resultados, éste comprendió enseguida la idea, entusiasmándose con ella. Bohr estaba a punto de embarcar rumbo a Estados Unidos, para pasar tres meses en la Universidad de Princeton, donde iba a explicar la teoría cuántica. Con él iban su hijo y su estrecho colaborador, León Rosenfeld. El 16 de enero llega a Nueva York, en donde le esperaban John Wheeler y Enrico y Laura Fermi. Al desembarcar Bohr le dijo unas palabras a Wheeler de las noticias que Frisch le había traído. Wheeler convenció a Rosenfeld para que diese una charla en Pricenton sobre el descubrimiento de Hahn y Strassmann, la interpretación de Meitner y Frisch, y la conclusión que había llegado Bohr durante la travesía, todo ello ignorado en Estados Unidos. La descripción de Rosenfeld causó un gran malestar a Bohr cuando supo de ella, ya que quería proteger el trabajo de Meitner y Frisch hasta que fuese publicado (lo sería el 11 de febrero), al igual que unos experimentos que Frisch estaba realizando en Copenhague; por este motivo no había dicho nada a Fermi.

Una vez conocidas las noticias, los físicos norteamericanos se lanzaron con furor a explorar la nueva veta descubierta. El 26 de enero, Fermi habló sobre la fisión en una pequeña reunión de física teórica celebrada en Washington D. C.; el 28 de enero Robert Oppenheimer, escribía a William Fowler contándole el hallazgo de Hahn y, entre las preguntas que se hacía, había una esencial: "¿Se emiten muchos neutrones de la ruptura o de las piezas resultantes?". Si en la reacción se producía más de un neutrón, entonces era imaginable pensar que se podía producir una reacción en cadena (los neutrones liberados podían colisionar con otros núcleos de uranio, liberando en cada caso energía y neutrones, y así sucesivamente). Igualmente, era posible pensar que se podría producir en poco tiempo una gran cantidad de energía que permitiese, en el caso de una reacción en cadena más o menos incontrolada, fabricar un arma tremendamente poderosa o, si se pudiese controlar y liberar poco a poco, una fuente energética, un reactor nuclear, utilizable para fines pacíficos.

Mientras los físicos norteamericanos seguían investigando sobre la fisión, Europa caminaba hacia una nueva guerra. La percepción de un nuevo conflicto llevó a los físicos europeos a plantearse estas investigaciones con un horizonte inmediato diferente al de sus colegas norteamericanos. Este fue el caso, en particular, de Leo Szilard, físico húngaro de origen judío, quien tras abandonar Alemania (1933), se instaló en Londres. Szilard, viendo que la guerra estaba cerca se trasladó a Estados Unidos (llegó el 2 de enero de 1938). En Estados Unidos supo a través de Wigner del descubrimiento de Hahn y Strassmann. Durante su permanencia en Londres, había explorado la posibilidad de una reacción en cadena, sin resultado. Pocas personas en el mundo podían apreciar mejor que él las consecuencias del hallazgo de los químicos alemanes. Comenzó a partir de aquel momento una etapa, intensa y complicada, en la que Szilard se movió con rapidez entre sus colegas estadounidenses, manteniendo, asimismo, correspondencia con otros en Inglaterra y Francia (Fédéric Joliot). Szilard quería que se comprobase si la fisión producía, como él pensaba, neutrones y, sí así fuese, que no se publicaran los resultados para evitar que los alemanes tuviesen conocimiento de ello. Fermi, que pronto comprobó que, efectivamente, se producían neutrones, no estaba en favor de esta táctica. Pero mientras se discutía, y estando Fermi ya convencido, Juliot publicó en la revista <i>Nature</i> una nota que señalaba que en la fisión del uranio se emitían neutrones y que esto podía llevar a una reacción en cadena. Fermi entonces se mostró partidario de publicar. Esto ocurría en marzo (1939), en el mismo mes en que las tropas alemanas tomaban lo que quedaba libre de Checoslovaquia.

En abril prosiguieron los experimentos de los grupos de París y de Columbia y la posibilidad de la reacción en cadena se confirmaba aún más. Ese mismo mes, científicos estadounidenses, británicos, alemanes y franceses solicitaban ayuda a sus respectivos gobiernos para investigar la fisión, pidiéndoles asimismo que vigilaran los abastecimientos de uranio. No es que estuviesen convencidos de que fuese posible una reacción en cadena altamente explosiva, tal idea era patrimonio de muy pocos, pero algunos sí pensaban que la fisión podría conducir a una fuente energética para ser utilizada en la industria o en submarinos.

En julio, después de haber participado durante tres meses en los experimentos del grupo de Fermi en Columbia, Szilard se reunió con Wigner en Nueva York. Los dos científicos húngaros estaban preocupados por los suministros de uranio, en particular por lo que podría ocurrir si los alemanes tuviesen acceso a los yacimientos del Congo belga. Pensando en qué canales podrían utilizar para advertir al gobierno de Bélgica de que no vendiesen uranio a Alemania, Szilard se acordó que Einstein conocía a la reina de los belgas; le informaron de la situación y le pidieron que escribiera una carta a la reina. Al final se decidió, por sugerencia de Alexander Sachs (consejero de la Lehman Corporation), que era mejor que Einstein primero enviase una carta al presidente de Estados Unidos. La misiva fue escrita el 2 de agosto de 1939; en ella se informaba a Roosevelt, entre otras cosas, de que podía ser posible establecer una reacción nuclear en cadena en una gran masa de uranio, mediante la cual se generarían grandes cantidades de energía. Con esto, el uranio podía convertirse en una nueva fuente de energía en el futuro inmediato y que era muy importante asegurar el suministro de uranio para los Estados Unidos. Se le explicaba además, que este nuevo fenómeno conduciría a la construcción de bombas. La carta de Einstein llegó al Presidente a través de Sachs, que sólo la pudo hacer llegar en octubre.

En octubre de 1939 se formaba un Comité (del Uranio) nombrado por el Presidente, y encabezado por Lyman Briggs, para coordinar la investigación dirigida a la separación de los isótopos de uranio y una reacción en cadena sostenida. El 1 de noviembre, el Comité informaba al Presidente de que la reacción en cadena era una posibilidad, pero que no estaba demostrada y que, a pesar de esto, el Gobierno debería apoyar una investigación detallada, adquiriendo 4 toneladas de grafito puro, uno de los moderadores, y 50 toneladas de óxido de uranio. El Presidente se dio por enterado, pero nada ocurrió.

Una vez más, Szilard, tomó la iniciativa redactando un artículo para Physical Review, en el describía cómo podía tener lugar una reacción en cadena con uranio empleando como moderador el grafito. Antes de ordenar su publicación, solicitó de nuevo ayuda a Einstein, quien el 7 de marzo de 1940 escribió a Sachs informándole del artículo, así como de que si no se hacía algo éste se publicaría. El mediador se dirigió a su vez al Presidente el día 15 y contentó que lo mejor sería que el Comité volviese a reunirse.

A principios de junio de 1940, cuando las divisiones alemanas se adentraban en Francia, Vannevar Bush (conocido por sus contribuciones a la matemática aplicada y a la ingeniería electrónica) persuadió a Roosevelt para que le pusiera al frente de National Defense Research Committee (NDRC), que fue creado oficialmente el 27 de junio, diez días después de la caída de Francia. Entre sus fines figuraba el de buscar nuevas formas de aplicar la ciencia a las necesidades de la guerra, pudiendo solicitar la ayuda de la National Academy of Science, del National Bureau of Standards y de otros laboratorios federales. El Comité del Uranio pasaba a depender de la nueva organización.

Su objetivo principal era la construcción de un reactor capaz de sostener una reacción en cadena y encontrar un método para separar el isótopo U-235 del U-238 y así conseguir suficiente uranio fisionable.

EL 28 de junio de 1941, aproximadamente medio año antes de que Estados Unidos entrase en la guerra (lo hizo en diciembre), Roosevelt fundó una nueva agencia, la Office of Scientific Research and Development (OSRD), a la que se dio autoridad sobre todos los trabajos científicos de defensa; Bush pasó a dirigirla y el químico James B. Conant fue nombrado director de la NDRS en sustitución de Bush.

Del proyecto nuclear británico al proyecto Manhattan

Un día, de febrero o marzo de 1940, en Inglaterra, Otto Frisch le formuló a Rudolf Peierls la siguiente pregunta: "Imagínate que alguien te da una cantidad de isótopo puro 235 de uranio, ¿qué sucedería?". Unieron sus esfuerzos para encontrar una respuesta abordando, en primer lugar, el problema básico en ese momento: la masa crítica de uranio necesaria para que pudiera tener lugar una reacción en cadena. Hasta entonces se había estado suponiendo que se necesitarían toneladas. Frisch y Peierls, encontraron que bastaba con alrededor de medio kilo. Fue una estimación un poco baja porque desconocían algunos efectos, pero del orden de magnitud adecuado. El segundo problema a considerar era lo lejos que habría ido la reacción en cadena, antes de que la propia presión generada dispersara el uranio. Sus cálculos dieron como resultado que una parte sustancial del uranio se habría fusionado antes de la dispersión y que, por consiguiente, la energía emitida sería equivalente a miles de toneladas de explosivos ordinarios. Este era un resultado importante si se deseaba construir una bomba atómica.

Al igual que Szilard, estos dos físicos exiliados temían que sus colegas en Alemania pudiesen estar trabajando ya en semejante dirección. A través de algunos compañeros hicieron llegar un informe con sus resultados a un comité que se había formado para estudiar la posibilidad de una reacción en cadena, y que, de hecho, estaba a punto de disolverse. Este informe no sólo evitó la disolución, sino que hizo que sus actividades se ampliasen, reorganizándose poco después con un pequeño comité político y un subcomité técnico, del que los dos científicos formaban parte. Este comité terminó llamándose "Comité MAUD". Amparándose en esta estructura, comenzó en Gran Bretaña, en los laboratorios de distintas universidades, los trabajos destinados a la posibilidad de construir una bomba atómica.

En julio de 1941, el Comité MAUD preparó su informe final, que resumía los trabajos de los distintos laboratorios. Este informe fue escrito en su mayor parte por George Thomson y James Chadwick., el primer autor trataba de la utilización del uranio para producir una bomba y el segundo examinaba el papel del uranio como fuente energética.

A finales de 1941, Gran Bretaña estaba más adelantada, en lo que a la construcción de la bomba atómica se refiere, que Estados Unidos. En esa fecha, los norteamericanos tenían importantes avances en el campo de la física nuclear: salvo por unos pocos estudios el énfasis del trabajo era en los aspectos científicos relacionados con la producción de energía controlada (reactor nuclear). Los físicos nucleares estadounidenses (incluyendo los inmigrantes) estaban al principio más interesados en los aspectos fundamentales de su disciplina que en los aplicados.

Conscientes los norteamericanos del progreso del proyecto nuclear de los británicos, Roosevelt escribió a Churchill proponiendo un proyecto común, pero la propuesta fue recibida con frialdad de parte de los británicos. Después de esto, Estados Unidos lanzó un gran proyecto para construir la bomba, incluso antes de que, en diciembre, los japoneses atacaran Pearl Harbour. En seis meses los norteamericanos con sus grandes recursos humanos, industriales y materiales, habían hecho que la situación con relación a Inglaterra se invirtiese.

En una reunión de la sección Uranio (conocida como S–1) de la OSRD, celebrada el 6 de diciembre de 1941, Conant, hablando en representación de Bush, anunció un esfuerzo total para fabricar la bomba; al mismo tiempo se reorganizaba la sección, que seguía presidida por Briggs, siendo Pegram vicepresidente y Arthur Compton, Lawrence y Urey jefes de programación, encargados de diferentes aspectos científicos relacionados con la construcción de la bomba.

En enero de 1942 Compton organizó las investigaciones en curso en Chicago bajo el nombre (destinado a confundir) de "Laboratorio Metalúrgico", contratando más personal. También supervisó los otros laboratorios. Continuando con este proceso de reorganización (cada vez más acelerado) el 18 de junio, el coronel James C. Marshall, del Cuerpo de Ingenieros, recibió órdenes para que formase una nueva dependencia en su Cuerpo destinado a proseguir un trabajo especial (la fabricación de bombas atómicas). La dependencia fue creada oficialmente el 13 de agosto, bajo el nombre "Manhattan Engineer District", conocido simplemente como "Proyecto Manhattan". Por razones de seguridad, el trabajo del que se ocupaba se denominó "Proyecto DSM" (sigla: Desarrollo de Materiales Sustitutivos). El 17 de septiembre se puso al frente del Proyecto Manhattan al coronel (más tarde general) Leslie R. Groves.

El Proyecto Manhattan constituyó un ejemplo de un nuevo tipo de organización científica. No sólo se necesitaba capacidad científica, sino también industrial y tecnológica, además de la cobertura militar que suministraba la organización e infraestructura esenciales.

En el Proyecto participaron numerosas universidades, empresas y laboratorios. Entre estas infraestructuras, estaba Los Alamos (en Nuevo México) dirigido por Robert Oppenheimer, lugar en donde se abordó el problema de utilizar todos los materiales, dispositivos y conocimientos obtenidos en todos los centros de investigación, para fabricar realmente la bomba atómica.

Por la mañana del 16 de julio de 1945, un hongo atómico se vio en las desiertas tierras del Jornado del Muerto en Nuevo México. El 6 de agosto, el ensayo se llevaba a la práctica en la ciudad japonesa de Hiroshina: una bomba de uranio destruía la ciudad. Tres día más tarde le tocaba el turno a Nagasaki, con una bomba de plutonio, que utilizaba el método de implosión. Con el estallido de las dos bombas, la guerra con Japón, y con ella la Segunda Guerra Mundial, una guerra ya ganada por aquel entonces, terminaba.

Es importante señalar que con la asignación del Proyecto Manhattan al Cuerpo de Ingenieros del Ejército estadounidense se estaba dando un paso, cuyas consecuencias (no apreciadas en aquel momento) marcaría el desarrollo de la ciencia de la posguerra y, más indirectamente, la historia socioeconómica mundial de los años 50 en adelante.

La militarización de la ciencia es uno de los rasgos importantes en el "modo de hacer ciencia" en Estados Unidos. En este sentido, la creación del Proyecto Manhattan significó un momento crucial en la historia de la ciencia contemporánea y, por consiguiente, también en la propia historia general.