IX. FERMI Y LAS PARTÍCULAS NEUTRAS
NO CABE duda que el más grande físico nuclear de los treintas (y de muchas otras décadas) fue Enrico Fermi. Luego de graduarse en 1922 en Pisa y de hacer trabajo posdoctoral con Born en Alemania, Fermi fue contratado como profesor de la Universidad de Roma en 1926, en la Italia de Benito Mussolini. Ahí, en Roma, y con el auxilio de Corbino, senador, hábil político y director del Instituto de Física, Fermi estableció un grupo de investigación que en breves años —tal vez incluso meses— se convirtió en uno de los más importantes del mundo. Una mezcla rara de genio teórico, experimentador muy apto e, incluso, de hábil profesor y hombre de relaciones públicas, Fermi encontró su mina de oro con las partículas neutras. A principios de la década de los treinta, formuló su teoría de la desintegración beta bautizando, de paso, con el diminutivo italiano neutrino a la partícula neutra y ligera postulada antes por Pauli para evitar la violación a la ley de la conservación de la energía en el decaimiento beta. La fama del grupo de Fermi provendría, sin embargo, de sus descubrimientos con neutrones, en particular los lentos. Las publicaciones del grupo romano se suceden una a la otra, casi por semanas. Fermi asegura el crédito para su grupo publicando sus resultados en Ricerca Scientifica, modesta revista italiana sin árbitros que dilataran la aparición de sus artículos. Todo ello culminó en 1938, cuando se le otorgó el premio Nobel de física. Los Fermi —el mismo antifascista, y Laura, su mujer judía— viajaron directamente de Estocolmo a los Estados Unidos, convirtiéndose así en exiliados. En una cancha de squash de la Universidad de Chicago, Fermi echó a andar el primer reactor nuclear, y de ahí a la bomba atómica, sólo un paso. Pero ésta es otra historia, pues para la nuestra lo interesante es su teoría de la desintegración beta y los neutrinos; ahí aparece por primera vez en la física la que sería la cuarta interacción fundamental: la fuerza débil.
Como ya dijimos, la radiación b se conocía desde principios de siglo. De hecho, los físicos supieron de las radiaciones que emiten los núcleos antes de saber de la existencia de éstos. En la desintegración b el núcleo pasa de un estado inicial dado a otro con propiedades específicas, por lo que la energía del electrón que constituye la radiación b debería tener un valor muy bien determinado. Sin embargo, tal no es el caso. Los rayos b tienen un espectro continuo de energía, por lo que la conservación de ésta se ve en peligro. Para evitar la violación de una ley tan cara a los físicos, Pauli sugirió en 1930 que, al desintegrarse, el nucleo emitía además del electrón otra partícula, neutra y con una masa muy pequeña, si no nula. Para evitar la confusión con el neutrón de Chadwick, Fermi bautizó a esa pequeña y elusiva partícula neutra con el nombre de neutrino, el pequeño neutrón o neutroncito.
Después de asistir a la Conferencia Solvay, que tuvo lugar en Bruselas en 1933, Fermi regresó inquieto a Roma y, sólo dos meses después, escribió su artículo sobre la desintegración b. En él, inspirado en la teoría de la radiación electromagnética de Dirac, transformó la hipótesis cualitativa de Pauli en una verdadera teoría, con la cual pudo calcular muchas cosas: la relación entre la energía de desintegración y la vida media; la distribución de energías del electrón —que se creaba al tiempo de emisión, igual que los fotones en los estados atómicos excitados—; las llamadas reglas de selección, que fijaban las condiciones sobre los estados nucleares para que la desintegración b pudiera ocurrir...
Para lograr lo anterior, Fermi hubo de suponer que el neutrino era muy ligero,
que tenía espín igual a 
Con la interacción débil se completa el cuadro de las interacciones o fuerzas fundamentales que actúan en la naturaleza. En la física clásica se reconocían ya dos de ellas: la gravitacional y la electromagnética. Los primeros años de la física nuclear forzaron a los investigadores a introducir dos nuevas interacciones: la fuerte, responsable de ligar a neutrones y protones para formar núcleos, y la débil, que causa la desintegración b del núcleo y hace que un neutrón libre no sea estable. A diferencia de las dos primeras fuerzas, la débil y la fuerte tienen muy corto alcance, cercano al tamaño del núcleo. Por ello su influencia no es apreciable directamente en el mundo a gran escala, y ni siquiera en el nivel atómico.
Es interesante comparar la intensidad de las cuatro interacciones fundamentales. Si la fuerza electromagnética valiera 1, la nuclear sería 100 veces mayor; por su parte, la débil valdría 10-11 y la gravitacional tendría una acción 10-36 veces menor que la eléctrica. Aunque la gravitacional es tan pero tan débil, su efecto se deja sentir en nuestro mundo porque la materia es eléctricamente neutra; las consecuencias de la fuerza gravitacional, por el contrario, se suman. La acción gravitatoria es grande al tratar con masas macroscópicas, pero probablemente despreciable entre partículas tan ligeras como las llamadas elementales.
NOTAS
1 De hecho, no fue sino hasta mucho tiempo después, en 1956, cuando pudo detectarse el neutrino. Pauli vivió para ver que su conjetura era cierta, pero Fermi no, pues murió en diciembre de 1954.
