El de los creadores de sombras. Parte II: los isótopos.

A ver, nos habíamos quedado en que una mañana de diciembre de 1941, los japos sembraron de bombicas la bahía de Pearl Harbor y los americanos habían entrado en guerra. Con los americanos en guerra, y el pensamiento de que los alemanes no solo quieren Europa, sino que después de Europa iba América, se paso de un pequeño proyecto, con unos fondos muy limitados pero sin fecha de entrega, a un proyecto sin limite de presupuesto, pero con fecha de entrega: Ayer. La carrera, cuyo oponente era la Alemania nazi, hacía la bomba atómica había comenzado. Solo un detalle, antes de 1941, la administración americana considero que este proyecto estaría cubierto con $6000, a finales de 1941, le dio $400000 de la época al jefe del proyecto para empezar la separación de los isotopos. ¿Separación de qué? Sintiéndolo mucho, lo que viene a continuación necesita un poco más de contexto físico.

En los 35 primeros años del pasado siglo, la física nuclear sufrió una completa metamorfosis. A decir verdad, la física nuclear aparece con el modelo atómico de Rutherford. Hasta entonces se pensaba que los átomos eran como un pastel de frambuesas: la masa del pastel eran los protones y los electrones estaban allí incrustados, siendo las frambuesas. Las cargas positivas de los protones se compensaba con las negativas de los electrones dando un ente sin carga total. De repente, este tipo no tubo otra cosa que hacer, y puso una delgada lamina de oro y le empezó a tirar peñazos, no con piedras sino con protones. Aunque trabajaba en la Universidad de Cambridge, este experimento lo hizo en la mejor universidad del mundo, la Universidad de Manchester. Sorpresa la suya cuando vio que solo una pequeña parte del haz de protones golpeaba con algo en su trayectoria, la gran mayoría atravesaba la lamina de como pedro por su casa. Así Rutherford propone un modelo en el que el átomo consistía en un núcleo central muy pequeño pero muy pesado, los protones, y los electrones giraban alrededor suyo, prácticamente sin carga, pero dotando al átomo de tamaño. Todo lo que ves a tu alrededor esta hueco, lo que no ves, también. Este modelo se propone en 1911, y podemos decir que es el principio de la Física nuclear. Conceptualmente, es un avance tremendo hacía entender que las cosas del mundo atómico nada tienen que ver con las cosas que vemos a nuestro alrededor.

Modelo del pastel

Modelo de Rutherford

Muchos pasos se van dando en esta joven parte de la física hasta que en 1932, un tal Chadwick descubre el neutrón. El neutrón tienen una importancia vital en nuestra historia, por lo que merece la pena dedicarle un parrafillo. Pensad, en lo alucinante que debería de ser para esta gente el pensar que 30 ó 40 cargas positivas estuvieran junticas, junticas, junticas. Por aquel entonces el electromagnetismo era una rama bastante madura,  y todo el mundo sabe que las cosas de igual signo se repelen. ¿Cómo es posible que todos esos protones allí dentro estuvieran como sardinas en lata? ¿Qué extrañas fuerzas pueden hacer que los protones se atraigan? En 1920, Rutherford propone que debía haber algo allí dentro que no dejase escapar a los protones, pero no es hasta doce años después, 1932, cuando este inglés descubre formalmente al nuevo invitado. Así los nucleos pasan a estar formados por protones y neutrones.

El átomo tiene un tamaño 100,000 veces mayor que el núcleo, sin embargo, el núcleo pesa unas 3000 veces más que la nube oscura que lo envuelve. Esta oscuridad representa por donde pueden estar los electrones moviéndose. Pongamos que lo rojo son protones y lo violeta neutrones, si preferís lo contrario, vosotros mismo.

La importancia del neutrón es que permite explicar un misterio importante: átomos con las mismas propiedades químicas puedan tener diferente masa. De esta forma, las propiedades químicas de un átomo vienen dadas por el número de protones de su núcleo, mientras que la suma de protones y neutrones determina su masa. Los electrones son tan ligeros que nos podemos olvidar de ellos. Esto era de vital importancia para el proyecto, porque las reacciones químicas eran las mismas para todos los átomos con el mismo número de protones, para una reacción nuclear el número de neutrones se convertía en el factor clave. Expliquemos esto detenidamente:

1. Los neutrones son el pegamento nuclear. Pero para pegar 2 protones necesitas solo 2 neutrones, como en el diagrama de arriba, y para pegar los 92 protones del núcleo de uranio, no se necesitan 92 neutrones, sino que se necesitan muchos más. Para unir un núcleo de uranio se necesitan entre 140 y 146 neutrones. Si para un químico, el número de neutrones es un pequeño detalle sin importancia. Desde un punto de vista de un físico nuclear, el numero de protones+neutrones, que como hemos dicho, determina su masa y se llama número másico, se convierte en la principal característica, así en adelante, cuando me oigas decir Uranio-235, o simplemente, U-235, que sepas que me estoy refiriendo no solo a átomos con 92 protones, sino que además, tienen exactamente 143 neutrones en su nucleo. A cada uno de esta clase de átomos de uranio, U-235 y U-238 son los más famosos pero hay otros, se les llama isótopos del uranio. 
2. Si queremos hacer una bombica, lo primero es determinar que isotopo de que elemento puede tener una reacción nuclear en cadena. El comité encargado de esto, liderado por un tal Arthur Compton, propuso dos candidatos, U-235 y Plutonio-239 (Pu-239). El primer gran problema hacia la fabricación de la bomba era tener unos unos cuantos kilillos de U-235 o Pu-239. Por desgracia, ambos, no se vendían en los supermercados, sino que hay que hay que partir del uranio de las minas para obtenerlo. Cada uno tenía una cosa buena, el U-235, esta en la naturaleza, no hay que generarlo, pero se encuentra junto con su hermano, el U-238, Un kilo de uranio, recién sacado de la mina, tiene 99.3 Kg del hermano aburrido, el U-238, y solamente 0.7Kg del hermano jugueton, el U-235. Hasta entonces, nadie había separado dos isotopos en un proceso industrial, recordar que no se sabía lo que era un isótopo hasta unos pocos años antes. Por otra parte, el Pu-239 se separa mejor del U-238, porque tienen diferentes propiedades químicas, pero el Pu-239 hay que producirlo. Nos tenemos que construir una central nuclear y convertir el U-238 en Pu-239. ¿Cual de los dos escogieron? Escogieron los dos. Con dinero ilimitado y con prisas, elegir un único método era demasiado arriesgado.

El tal Compton determino a finales de 1941 que con unos 50 ó 100 millones de dolares, se podría producir el suficiente material como para producir unas cuantas bombas atómicas. Calderilla, para los americanos. Mira si les sobrará el dinero, que le han dado a Germán un postdoc!

Para acabar esta entrada, todo el follón que hay con Irán y su programa nuclear es porque esta separando U-238 de U-235, ellos dicen que para producir energía, pero tener en la despensa un par de kilillos de U-235 en la despensa, te hace ser más respetado.

El de los creadores de sombras. Parte I: Antecedentes

De muchos es conocido la carta que un importante científico envió al presidente Franklin Roosevelt. Dicha carta, aquí en versión original, contempla la posibilidad de utilizar la energía nuclear como un activo de guerra, y Einstein le suguiere al presidente que la construcción de una bomba atómica es algo inevitable, y por tanto, deberían los aliados ponerse cartas al asunto. La prohibición de la venta de Uranio por parte de los alemanes es puesto como aviso de que los Nazis ya podían estar maquinando sobre ello. Aunque Einstein nunca llego a estar cerca de un laboratorio, creo yo, otros cientificos teóricos imporantes, como Enrico Fermi, quien construiría el primer mini-reactor nuclear en Chicago,  y Leo  Szilard, quien tuvo la feliz idea de que una reacción en cadena pudiese producirse, y con un par, la patento en 1936. En aquel entonces, no habían estómagos fugados, quizá "fuga de hornos", sería un buen nombre para el blog de este último. El primero no era judío pero estaba casada con una judia, y viendo en cariz que estaban tomando los acontecimientos con Adolfo y Benito, tras recibir el Premio Nobel del 38 prefirió poner pies en polvorosa, y viajar a los iuesei.


El destino quiso juntar a estos dos personajillos  en Columbia, una universidad de Nueva York, donde empezaron sus investigaciones sobre la fisión nuclear. Hablando entre tú y yo, esto es como pegarle un tiro a un núcleo de un átomo, partirlo y que durante la división, se disparen nuevas balas, que pueden impactar en núcleos vecinos y repetir el proceso. El lector interesado puede experimentar esto prendeiendo la mecha de un petardo y meterlo en un saco con muchos otros petardos. Aquí tenéis una imagen. Evidentemente, estos dos investigadores sabían que si ellos le mandaban una carta al presi de los iuesei, pues las probabilidades de que la carta fuera leida estaban entre cero y cero, con lo cual sugirieron a otro fugado de hornos, como Einstein, que debería ser él el escritor. Sabiendo como se hacen las cosas en este mundillo, ellos dos la escribieron, y Einstein la firmo. No sé hasta que punto Einstein era capaz de imaginar lo que se le venía encima con esta firma. Sin comerlo ni beberlo, estaba siendo el precursor del arma que durante el resto del siglo tendría atemorizada a gran parte de la población mundial.


Otro dato importante en esta fascinante historia es la descomposición del mejor departamento, en mi ignorante opinión, de Física Nuclear de por aquel entonces en la Unuversidad de Göttingen. Una de esas leyes tan ocurrentes de Hitler prohibió la docencia a todos los Judios en el 33, con lo que solo los alemanes puros se quedaron allí. La perdida para el proyecto alemán nuclear, conocido como el Club del Uranio, supuso un revés de incalculable valor, aquí algunos de los personajes que se vieron obligados a huir o a romper relaciones con este departamento:  Enrico Fermi, James Franck, Maria Goeppert-Mayer, Robert Oppenheimer, Edward Teller, Victor Weisskopf, Eugene Wigner y John von Neumann. Que paradojas tiene el destino. El mencionado Fermi, junto a los mencionados en anteriores entradas, Oppenheimer y von Neumann tuvieron una importancia vital en el proyecto Manhattan. Max Plack, uno de los padres de la mecánica cuántica, era por aquel entonces el director del Instituto de Física Alemán, se reunió con Hitler para intentar hacerle ver que esta decisión supondría la mutilación de una gran parte del conocimiento, lo cual a Hitler no le parecio tan tremendo y siguió con  su plan de una Universidad Alemana libre de judios. La vida de este hombre, Plank, es tan trágica como su grandeza como Físico. Uno de sus hijos, fue participe del intento de asesinato de Hitler en el 45 y fusilado tras el fracaso. Me guardo su visión de religión y ciencia para una futura entrada. 

Con estos precedentes y con unas cuantas bombicas de los Japoneses sobre Pearl Harbor , el presidente de los estados unidos, puso en marcha quizá el proyecto científico más interesante de la historia, solo comparable con la carrera espacial: El proyecto Manhattan. Si no tienes ganas de leer sobre el tema, pero la idea de ver una peli te hace tilín, Creadores de Sombras es la respuesta. Se me esta haciendo un poco largo esto y temo aburrir, así que ponemos aquí un punto y seguido.  




PD. Estaba leyendo un poco más sobre la carta, y el la wiki dicen que Szilard la escribió en su mayoría. Cualquier persona relacionada con las publicaciones científicas y este mundillo, se lo podría imaginar a primera vista.

El de la acreditación

Hay en España, y en otros países, una especie de carné de conducir para poder ser maestro de universidad. Una de las contrapartidas de tener nuestro sistema educativo es que las universidades no compiten por los mejores alumnos, tampoco compiten por tener los mejores profesores. Además, la autogestión sin control de calidad ha hecho que las universidades españolas tengan una estructura endogámica y que se trate de estar en el sitio adecuado en el momento adecuado. Evidentemente, los que son muy buenos, pueden competir por plazas donde no hay gente de la casa. La ausencia de movilidad y fomento de la calidad hace que la primera universidad española en el ranking mundial, como ya he comentado alguna vez, esté  en el puesto 150, aproximadamente. Supongo que esta acreditación intenta poner algún tipo de puerta al campo. Como un cagado más, la estoy rellenando por si mi aventura terminase en retirada.

Por supuesto, la ingeniería de control es muy diferente en Madrid que en Albacete, y por tanto, algunas comunidades, ya están creando la acreditación territorial. Es como algo así, si no llegas para la nacional, aquí tienes la territorial. En fin, como si algo sobra en España es el dinero de los contribuyentes, pues a falta de una, ahora tendremos 10 u 11 agencias de acreditación. En definitiva, la universidad española es un centro educativo donde cuatro locos que no tienen hobbies investigan, el resto da clases y se dedica a sus hobbies. Además, en España, la ausencia de estudiantes de doctorado es brutal. Evidentemente, hacer el doctorado es ponerte una cuerda al cuello, laboralmente, al menos. Aquí tienen gente de todo el mundo haciendo el doctorado por el módico precio de 18000€/año. Eso no solamente te da mucho dinero, te da peones. Investigar sin estudiantes de doctorado es como jugar al ajedrez sin peones.

Quisiera pensar que si yo hubiese uno de esos afortunados a los que le ha tocado la bonoloto universitaria española, ahora sería tan crítico con el sistema. Quiero pensar que sí, pero quien sabe. Rellenando estos papeles, pasan muchas cosas por mi cabeza, pero la principal es: Ojalá nunca me haga falta esta acreditación.   Algunas veces, sobre todo el último día de andar por mi pueblo antes de cruzar los pirineos, siempre tienes esa sensación de abandono de tu hábitat, familia y amigos. Algún día la incertidumbre laboral será demasiado agobiante y las mudanzas alrededor del mundo demasiado pesadas, pero a día de hoy, mis ganas de volver son cero.

Para finalizar, el ambiente universitario español no es de los más agradables que he conocido. Siempre esto de vueltas con los profesores, aquí va una para los alumnos. Una de las cosas más repelentes, vergonzosas y penosas en esta vida son las fiestas universitarias a la española. Nunca he terminado de entender estos macrobotellones universitarios. En mi el muro de mi amigo Moisés leí una noticia que decía algo como que los gobiernos no habían estado a la altura de los jóvenes. Asumo que este hombre no ha estado en ninguna de estas fiestas. Es evidente que ser joven lleva inherentemente asociado borracheras, fiestas, deslices y barbaridades. ¿Pero debe prestarse la universidad a esto? La universidad debe celebrar los eventos con otro tipo de actos, que los alumnos ya se ocuparan de montarse las fiestas en otros ambientes.

El del bachiller "a machete"

Esta semana ha aparecido la noticia de que Madrid estaba planeando instaurar un Bachiller de excelencia. Esto que ya se hace en Murcia, esta creando polémica a nivel nacional, pues no es lo mismo la Espe que el Valcarcel. Irónicamente, lo califique de fascismo en mi muro del facebook, pero resulto que todas mis amistades piensan en serio que esto no se debería hacer. Yo os dejo aquí mi reflexión.

Cuando fui en navidad, estuve hablando con David, el cantinero más famoso del mundo entero, y alguien le pregunto por una chica que estaba haciendo el bachiller "científico" en Molina de Segura. Para alguien de la EGB, Bachiller y COU, pues estas cosas nuevas de ESOs, Bachilleres, etc., me suenan a cosas muy extrañas. Por lo visto, a la niña, le gusta estudiar, y se va todos los días a 20 km de su casa, a estudiar algo que podría conseguir yendo andando. Prefiere no aburrirse en clase y estar tirando botellas de salfuman con papel de aluminio por las ventanas, y se levanta más temprano que sus amigos, llega más tarde a su casa, y debe estudiar mucho más que para al final tener lo mismo que tienen sus amigos para al final tener exactamente lo mismo, bachiller.

Pues yo, que toda la vida he hecho lo mínimo para aprobar, que he buscado exámenes en la basura para aprobar, perdonarme que sienta admiración por esta niña. Perdonadme que me parezca estupendo que voluntariamente, una niña decida que se le pasa bien estudiando y prefiere ir mejor preparada a la universidad, que estar jugando con la Wii y chateando en el tuenti. Perdonadme que me parezca estupendo que alguien decida para llegar al mismo punto, primer día en la universidad, prefiera ir por el mejor camino, aunque este sea el más difícil. Y por supuesto, me parece una maravilla, que alguien pueda optar a esta vía, sin que sus padres tengan que pagar un pastón para darle una educación de calidad.

Pero claro, ya tenemos, la separación de los listos y los tontos, como siempre. Esto es fascismo, segregación, etc. Por supuesto, esto es el principio de un modelo educativo en el que los listos tengan más privilegios que los tontos. Pues a mi no me parece así. No estamos hablando de separar a los niños a los 10 años como se hace en Alemania. A los 16, el niño que va al 50% de lo que puede dar, puede elegir si quiere hacer el vago, pasándolo bien con sus amigos, o puede decidir que quiere coger el machete y empezar a abrir camino. En definitiva, a los 18, los listos se irán a medicina y los tontos se irán a Química o Física. Esto no es segregación. En fin, que no lo entiendo.

El de qué desilusión!

Esta semana, estaba leyendo un paper, para los alejados de la jerga científica, un artículo de investigación, que ha representado uno de los mayores avances en el campo en el que estoy empezando a trabajar. Básicamente, el paper plante reducir  a la mitad el conjunto donde debes buscar cierto tesoro, pero hacer la búsqueda de forma automática. En principio, reducir el terreno donde buscar el tesoro es muy malo, dado que puede estar enterrado en la otra parcela donde no buscas, pero al hacerlo de forma automática, mejoras mucho tu capacidad de búsqueda, con lo cual todo depende de ver si los resultados del final son buenos o no, es decir, si en los problemas concretos que planteas, eres capaz de encontrar el tesoro o no.

Pues resulta, que los autores plantean 6 problemas, en dos de ellos, los resultados coinciden con los que ya se tenían en la literatura y, en cambio, en los otros 4, los resultados son tremendamente buenos. En principio, a mi, me resultaba un poco ciencia-ficción, pero si esta publicado en la mejor revista de mi campo de investigación, deben estar bastante bien. Pues, tras dos minutos trabajando con los ejemplos, la indignación. De los 6 ejemplos, 5 no son correctos. El correcto y uno que es casi correcto, dan los resultados que ya se conocían. Los otros 4, totalmente incorrectos. Un sentimiento de rabia y desilusión se cruzan en mi camino. ¿Cómo es esto posible? ¿Quién ha revisado estos papers? ¿En que punto de la historia, este mundo mio se ha convertido en política? Eres un nombre importante, y además, llevas a un personaje importante contigo, y listo! Eres un desconocido, y te dan palos hasta en el carné de identidad. Que a mi me parece muy bien que me den palos, sobre todo cuando son palos que te ayudan a mejorar tu trabajo, pero no me parece normal, que ningún revisor se moleste en comprobar los resultados.

Os comento como funciona esto. Tu escribes un trabajo, corto (6 páginas a doble columna), o largo (12 páginas). Entonces lo envías a una revista científica. Cada revista tiene un indice de impacto, que se cuantifica por el número medio de citas que al cabo de los dos años tiene un artículo que aparece en esa revista. Esta revista, se lo manda al editor jefe de esa área, que a la vez elige a un editor asociado para que evalúe el trabajo de investigación. Este editor asociado elige a tres o cuatro revisores muy allegados al campo del paper para que hagan comentarios sobre la contribución del paper. Los revisores leen el trabajo detenidamente y proponen su decisión de publicación:

1. Aceptado.
2. Aceptado con cambios menores.
3. Cambios mayores.
4. Rechazado.

Tras la primera revisión te dan 3 y la lista de los cambios a hacer o 4, chaval, vete a tu casa. Es muy raro que te den 2 a la primera. Imposible que te den 1. Si eres afortunado y te dan 3, revisas el trabajo de acuerdo a los cambios solicitados, y devuelves tu nuevo trabajo con una carta detallada de como los cambios han sido introducidos, y si no, de porque has considerado que ese cambio no debía realizarse. Estas revisiones suponen muchísimo trabajo, dado que el revisor tiene una formación diferente a la tuya, y entender las propuestas y aplicarlas puede resultar laborioso, pero ello mejora significantemente el trabajo original (algunas veces...). A la segunda revisión, te pueden dar los mismos 3 puntos, 2, 3, 4, que anteriormente. Una vez que te dan 2, es posible llegar a 1. El objetivo es llegar a 1 sin pasar por 4. 

En mi campo, entre el envió y la aceptación en las 4 ó 5 revistas importantes, pueden pasar año y medio o dos años, fácilmente, con lo que los indices de impacto son muy bajos dado que, normalmente, cuando la cita aparece han pasado más de dos años desde que se hizo. Dado que este número de citas mide la grandeza de una revista, una nueva tendencia de las revistas es a pedirte que un porcentaje de citas sea de dicha revista, se produce una reacción en cadena y el indice de impacto mejora ostensiblemente. Si no citas artículos de esta revista, es que tu artículo debería estar en otra revista, se justifican ellos. En fin..., así esta montado este negocio, porque como bien me dijo Dr. Germán, esto es un negocio. Triste, pero cierto.

En fin, ¡qué desilusión!