XIX. LOS ACELERADORES NUCLEARES

EL DESARROLLO de estos aparatos -los aceleradores nucleares- exigió de múltiples avances tecnológicos. Para acelerar los proyectiles se requería producir altos voltajes; para guiarlos era necesario construir a voluntad complicados imanes; con objeto de estar seguros que sólo un blanco y un proyectil dados tomaran parte en la colisión, fue preciso evacuar la región del choque, lo cual implicó desarrollar técnicas de alto vacío, hoy presentes en tanta industria moderna.

Finalmente, para contar y detectar las partículas salientes del choque, se necesitó desarrollar detectores, contadores electrónicos y otros sistemas. Todo ello habría de tener, y seguramente seguirá teniendo, enormes repercusiones en nuestro mundo moderno, tan lleno de tecnología, mucha de ella creada por el afán de unos cuantos científicos por entender al núcleo y sus partes.

Los primeros aceleradores fueron del tipo de Cockroft-Walton. Pronto fueron superados por los Van de Graaff, con los que se hicieron los primeros experimentos nucleares precisos. Con uno de ellos se inicia la participación de México en la física nuclear. Al iniciarse los años cincuenta, el entonces coordinador de la Investigación Científica de la UNAM, doctor Nabor Carrillo, visitó una fábrica de aceleradores cerca de Boston. Quedó muy impresionado con lo que podría lograrse con estas máquinas y, viendo que su precio se hallaba al alcance de la Universidad, a su regreso a México comunicó su entusiasmo al rector y al gobierno federal. Por aquella época, la nueva sede de la UNAM se hallaba en construcción, y así se logró que llegara al Pedregal de San Ángel, a la Ciudad Universitaria, un acelerador Van de Graaff que se terminó de instalar en el Instituto de Física en 1952. Con ello no sólo contó ese Instituto con el primer laboratorio en funcionar en la Ciudad Universitaria, sino con el más avanzado aparato para investigación nuclear en toda América Latina. Desde un poco antes, en 1950, sale un grupo de jóvenes investigadores a especializarse en las nuevas técnicas nucleares, principalmente al Instituto Tecnológico de Massachusetts, ITM, institución con la que habrían de mantenerse, hasta el presente, magníficas relaciones de investigación en el campo nuclear.

Muchos y variados fueron los temas que los investigadores mexicanos abordaron en sus experimentos durante más de diez años. Veamos los que se refieren al conocimiento básico del núcleo.

Al igual que los átomos, los núcleos y de hecho todo sistema microscópico muestran ciertas energías características, el espectro que antes mencionamos, y que dio origen a la hipótesis de Niels Bohr. Esto se demostró, en el caso del núcleo, haciendo incidir partículas ligeras como el protón, el neutrón y aun el conjunto de los dos, llamado deuterón, contra blancos nucleares formados por distintos elementos químicos: carbono, oxígeno, calcio, plata, plomo, etc. Se observó que las partículas ligeras formaban un compuesto con el núcleo blanco, el núcleo compuesto, y que emergían con pérdidas de energía características. De estas últimas se dedujo que el núcleo podía tener estados discretos de energía. El análisis de estos estados fue una de las ramas principales de la física nuclear, la espectroscopia nuclear, la segunda espectroscopia. Usando tanto el Van de Graaff del IFUNAM, como otros aceleradores en el extranjero, los físicos mexicanos descubrieron y caracterizaron muchos de estos estados o niveles de energía.

Al mismo tiempo se desarrollaron una buena cantidad de instrumentos nucleares asociados con el acelerador. En particular, el laboratorio Van de Graaff se especializó en desarrollar espectrómetros magnéticos, con los cuales era posible medir con alta precisión la velocidad de las partículas resultantes de la reacción nuclear. Algunos de estos aparatos se encontraron entre los más finos en su tiempo.