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31 enero 2020

El antiprotón y la carrera científica que acabó en los tribunales

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Cuando la estructura de la materia parecía ya clara, otro gran logro inauguró una nueva era en la física. El descubrimiento del antiprotón en 1955 confirmó la existencia de la antimateria y abrió la puerta al estudio de las grandes preguntas sobre el origen del universo y el Big Bang, que todavía hoy permanecen sin resolver. Pero también abrió una herida entre dos grandes científicos y acabó con una demanda judicial para aclarar el descubrimiento, algo inédito en la historia de la física de partículas.

En 1954, con la inauguración en Berkeley (California, EEUU) del Bevatron —el mayor acelerador de partículas construido hasta el momento— la física ya disponía de la herramienta definitiva para acometer la búsqueda del antiprotón. Era uno de los grandes retos pendientes de la física, desde que en 1932 Carl David Anderson descubriese el positrón; que era como un electrón, pero con carga positiva. Aquella había sido la primera antipartícula detectada —después de que Paul Dirac hubiera anticipado su existencia en 1928, combinando la relatividad con la visión cuántica del átomo. Hallada la antipartícula del electrón, solo restaba encontrar la del protón para confirmar aquella teoría.

Una de las primeras aniquilaciones de un antiprotón observado en el Bevatron con una emulsión fotográfica. Crédito: O Chamberlain et al. 1956 Nuo.Cim. 3 447

Dos equipos con los mejores físicos

El Radiation Laboratory de Berkeley designó dos equipos independientes —integrados por algunos de sus mejores físicos— para acometer la tarea, cada uno con enfoques diferentes para así duplicar las posibilidades de éxito. Uno de ellos estaba coliderado por el italiano Emilio Segrè (1 febrero 1905 – 22 abril 1989), quien por entonces ya era toda una autoridad científica, tras haber descubierto en 1937 el tecnecio —el primer elemento químico obtenido de forma artificial, precisamente en un acelerador de partículas. Segrè era judío y tuvo que huir del régimen fascista instaurado por Mussolini en Italia. Ya en Berkeley, y también con un ciclotrón, logró aislar en 1940 por primera vez el astato, el elemento natural más escaso en la Tierra. Y ambos logros le llevaron a ser reclutado para el proyecto Manhattann, con importantes contribuciones para que EEUU llegara a fabricar la bomba atómica.

Años después del fin de la Segunda Guerra Mundial, Segrè acabó retornando a Berkeley, donde se embarcó en la carrera para encontrar el antiprotón. El objetivo de los equipos competidores era idear un experimento para detectar esa antipartícula, tan efímera, en el brevísimo lapso de tiempo (unos 10-7 segundos) entre su presumible formación y su aniquilación al entrar en contacto con la materia ordinaria. Segrè y su equipo decidieron que la mejor opción para confirmar su existencia era medir dos propiedades independientes: el momento y la velocidad. Pero, ¿cómo hacerlo? ¿Con qué aparatos y dispositivos?

Experimento antiprotón en el momento del descubrimiento. De izquierda a derecha: Emilio Segre, Clyde Wiegand, Edward Lofgren, Owen Chamberlain y Tom Ypsilantis. Fuente: The U.S. National Archives

Justo entonces, a finales de 1954, el brillante físico italiano Oreste Piccioni (24 octubre 1915 – 13 abril 2002) llegó al Radiation Laboratory de Berkeley con una idea para medir el momento del antiprotón —mediante unas potentes lentes focalizadoras de novedoso diseño—, que entusiasmó al grupo de Segrè. Por desgracia para Piccioni, su solicitud para una estancia más larga en el laboratorio fue rechazada. El grupo de Segrè decidió que no podía permitirse esperarlo y continuó avanzando en esa línea. Cuando por fin, a finales del verano de 1955, recibió el permiso y volvió a Berkeley, el experimento definitivo ya estaba concretado (con lentes equivalentes a las sugeridas por él) y Segrè no aceptó su solicitud para integrarse en el equipo. Piccioni acabó en el equipo rival.

La primera evidencia de la antimateria

Ambos equipos se turnaban escrupulosamente para sus experimentos en el Bevatron, hasta que el 21 de septiembre, el otro equipo (liderado por Edward Lofgren) renunció a su turno y se lo cedió al equipo que Emilio Segrè dirigía junto con Owen Chamberlain. Cosas del destino, fue en ese turno cuando obtuvieron la primera evidencia de la existencia del antiprotón. Tras dos semanas de intensas comprobaciones, el 19 de octubre de 1955 anunciaban en una conferencia de prensa el descubrimiento, detallado más tarde en un artículo que publicó la revista Physical Review. Meses después, Piccioni participó (junto a algunos integrantes del grupo de Lofgren) en el descubrimiento del antineutrón, que terminaba de apuntalar la existencia de la antimateria.

Equipo de descubrimiento del antineutrón. Desde la izquierda: Bruce Cork, Oreste Piccioni, Glen Lambertson y William Wenzel. Fuente: The U.S. National Archives

Sin embargo, en 1959 el Nobel de Física reconoció a solo Chamberlain y Segrè, olvidándose de los descubridores del antineutrón. De Piccioni sí se acordaron los galardonados, que durante la ceremonia de entrega agradecieron sus importantes contribuciones al experimento del antiprotón. Pero aquella mención, no obstante, no consiguió cerrar la brecha entre los dos físicos italianos. Cuando todo aquello ya parecía agua pasada, en 1972 Piccioni interpuso una demanda judicial. Exigía una compensación de 125.000 dólares por los daños causados a su persona y la admisión, por parte de Segrè y Chamberlain, de que el diseño del experimento había sido suyo. La demanda no prosperó, a pesar de que llegó a la Corte Suprema de EEUU, y Piccioni no logró convertirse en el “antiNobel” de Segrè. El reconocimiento oficial por sus destacadas contribuciones a la física de partículas le llegó en 1998, cuando la Academia Nacional de la Ciencia de Italia concedió a Oreste Piccioni la medalla Matteucci, otorgada antes a científicos e inventores tan relevantes como lord Kelvin, Edison, Marconi, los Curie, Einstein, Rutherford, Fermi, Heisenberg, Schrödinger o Freeman Dyson… pero no a Emilio Segrè.

Miguel Barral

@migbarral

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