INTRODUCCI�N

SILVIA BULBULIAN PEDRO BOSCH MELANIA JIM�NEZ-REYES

De 1896, fecha en la que se descubre la radiactividad, a 1942, cuando Fermi monta la primera pila at�mica, un grupo peque�o de investigadores consigui� desentra�ar los secretos del �tomo, proponer una estructura que lo definiera y crear la tecnolog�a derivada de estos hallazgos. Fueron cuatro escuelas las que protagonizaron tales estudios: un grupo franc�s (Becquerel, los Curie y los Joliot-Curie), un grupo anglosaj�n (Chadwick, Rutherford y Thomson), uno italiano (Fermi) y finalmente uno austriaco-alem�n (Frisch, Hahn, Meitner y Strassmann). El progreso en el conocimiento fue muy r�pido porque los resultados se intercambiaban y se discut�an en los congresos en un ambiente totalmente cosmopolita, con el saber como �nico objetivo.

En la figura 1 intentamos presentar los principales acontecimientos de la historia del �tomo en el contexto-mundial del desarrollo de la ciencia y de la tecnolog�a, de las bellas artes, as� como los hechos relevantes de la historia del mundo, desde 1890 hasta 1978. N�tense los c�mulos de importantes descubrimientos sobre �l �tomo en la �ltima d�cada del siglo pasado y en los a�os 30 del presente y; adem�s, que esa �poca la vivieron tambi�n algunos de los individuos m�s geniales y temperamentales de la historia: Sarah Bernhardt, Picasso y Stravinski en el arte; Joyce, Valle-Incl�n y Verlaine en la literatura; Edison, Einstein y Fleming en la ciencia. Muchos de los m�s destacados cient�ficos en el campo de la radioactividad fueron v�ctimas de las circunstancias hist�ricas. As� Meitner tuvo que huir de Alemania y Fermi de Italia para refugiarse en Estados Unidos. Algunos de ellos reaccionaron valientemente contra la injusticia y se comprometieron con la vida pol�tica de sus pa�ses: O. Hahn milit� activamente en contra de las armas nucleares y una de las facetas m�s atractivas de la vida de F. Joliot fue su compromiso pol�tico que culmin� con la presidencia del Comit� de la Paz.

En este libro se narra la biograf�a de los descubridores de la radiactividad, de la radiactividad artificial, de la estructura del �tomo, de las propiedades del neutr�n y de la fisi�n nuclear, es decir, la de los responsables de los cinco pelda�os que llevaron a lo que hoy son las ciencias nucleares (v�anse figuras 1 y 2). Los descubrimientos quedan ordenados seg�n la cronolog�a de los principales eventos. Por eso, aunque Hahn es m�s viejo que Rutherford, en vista de que su art�culo sobre la fisi�n nuclear fue publicado posteriormente, cierra la serie de biografiados.

Pero antes de entrar en materia es necesario hacer un recuento de los principales acontecimientos de modo que con una visi�n global el lector sepa ubicar a cada uno de los personajes en su ambiente cient�fico.

Imaginemos, entonces, a Becquerel y a los esposos Curie, a principios de este siglo, en el Par�s de La Belle Époque, observar asombrados que un mineral de uranio emita radiaciones, que fueron identificadas despu�s como part�culas cargadas el�ctricamente (positivas y negativas), y como radiaci�n electromagn�tica semejante a la luz visible pero de diferente longitud de onda. Fue entonces cuando se inici� una cascada de descubrimientos atropellados que revolucionaron muchos de los conceptos de la f�sica decimon�nica. Hubo que elaborar una nueva teor�a sobre la estructura de la materia.

Enterado de los experimentos de los franceses, Thomson, en Inglaterra, propuso la siguiente estructura para el �tomo: una esfera compacta cargada positivamente pero que conten�a cargas negativas en su interior, para que la carga total fuese neutra. Este modelo dur� poco ya que muy pronto Rutherford, alumno de Thomson, logr� demostrar mediante experimentos sencillos que el �tomo es casi hueco, excepto por un peque��simo espacio ocupado por un n�cleo pesado formado por part�culas positivas (hoy conocidas como protones). La neutralidad del �tomo se consigue, en el modelo de Rutherford, con electrones que se mueven a distancias enormes alrededor del n�cleo, tal y como lo hacen los planetas alrededor del Sol. Aunque el modelo de Rutherford se ha perfeccionado, el concepto de un �tomo constituido por un n�cleo denso y positivo rodeado de electrones en movimiento no ha cambiado.

		Historia del átomo	Ciencia y tecnología	Bellas Artes	Historia del mundo
1970		Ensayos para el control de la fusión nuclear (a partir de 1978)	-Primer hombre en la Luna
					-Movimientos estudiantiles en varios países
				-Cien años de soledad (G. García Márquez)
			Vuelos de los primeros astronáutas		Crisis EUA-Cuba
1960		-Navíos de propulsión nuclear	-Lasér (C.H. Townes)	-El Laberito de la soledad (O.Paz)
		-Primera central nuclear
		-Bomba	-Modelo del ADN (J.W. Watson y F.Crick)	Murales (R. Tamayo)
1950
				-La vida de Galileo (B. Brecht)
		-Bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki
		-La pila atómica (E. Fermi)			Segunda Guerra Mundial
1940				Por quién doblan las campanas (E. Hemingway)
		-La fisión nuclear (O.Hahn y L. Meitner)			Expropiación del petróleo en México
				- Guernica (P. Picasso)	Guerra civil española
				-Bodas de Sangre (F. García Lorca)
		-Radioactividad artificial (F.I. Joliot Curie)
		-El neutrón (J.Chadwick)	-El modelo electrónico de televisión		Guerra cristera en México
1930			La penicilina (A. Fleming)
				-Ulises (J.Joyce)
				-Murales (D.Rivera)
1920		-Transmutación de elementos y el protón (E.Rutherford)
			-Teoría de la relatividad general (A. Einstein)
					-Revolución Rusa
					- Primera Guerra Mundial
1910				-Grupo Jinete Azul	-Empieza la Revolución Mexicana
				-El pájaro de fuego (I.F. Stravinski)	Porfiriato
				-Las señoritas de Aviñon (P. Picasso)
			-Teoría de la relatividad especial (A. Einstein)
		5) Radiaciones alfa y beta (E. Rutherford)	-Vuelo aeronáutico (Hermanos Wright)
		4) Polonio y radio (P. y M. Curie)
1900	5	3) El electrón (J.J. Thomson)
	4 3	2) Radioactividad natural (A.E. Becquerel)	- Ondas de radio (G. Marconi)		Independencia de Cuba
	2 1	1) Rayos X (C.C. Roentgen)	-El psicoanálisis (S. Freud)	Nazarín (B. Pérez Galdós)
				-Suite del Cascanueces (P.I. Tchaikovski)	Etapa Porfirista (México)
1890
	Rayos catódicos (G. Crookes, 1879)

Figura 1. Los principales acontecimientos de la historia del �tomo, dentro del contexto mundial.

Desde luego Rutherford se pregunt� cómo tanta carga positiva pod�a acumularse sin repelerse, en un volumen tan peque�o como el n�cleo y concluy� que la estabilidad necesitaba la presencia de part�culas sin carga pero de masa semejante a la de los protones. As� fue como postul� la existencia de part�culas neutras. Once a�os despu�s (en 1932), su disc�pulo Chadwick comprob� la existencia de dicha part�cula (hoy conocida como neutr�n) en el n�cleo del �tomo. Este descubrimiento fue crucial para los acontecimientos cient�ficos que se siguieron en Europa. En efecto, en 1934, sólo dos a�os m�s tarde, los Joliot-Curie probaron la existencia de la radiactividad artificial; en 1939, Hahn propuso la escisi�n del n�cleo, y diez a�os despu�s del descubrimiento del neutr�n, Fermi dise�� en Estados Unidos la primera pila at�mica. Luego, en 1945 estallaron las bombas de Hiroshima y de Nagasaki. As� arranc� un campo de la f�sica, el de la f�sica nuclear, cuyas aplicaciones abarcan tanto las reacciones nucleares que se dan en las estrellas como las que se dan en la Planta Nucleoel�ctrica de Laguna Verde.

La f�sica nuclear estudia ese min�sculo trozo de materia que es el n�cleo at�mico. El n�cleo es 10 000 veces m�s peque�o que el �tomo en cuyo centro se encuentra. �La proporci�n existente entre el tama�o del n�cleo y el del �tomo es la misma que entre una bellota y una casa! Sin embargo, a pesar de la evidente dificultad de estos estudios, hoy sabemos que el n�cleo esta constituido por neutrones y protones, tal y como la de los protones es de 1 840 veces mayor que la de dos electrones. Desde luego, el neutr�n carece de carga el�ctrica pero el prot�n tiene una carga positiva de la misma magnitud que el electr�n. Cuando el n�mero de electrones es igual al n�mero de protones de la carga del �tomo es neutra. Si el n�mero de protones de dos �tomos es el mismo pero el n�mero de neutrones es diferente se dice que son is�topos de un elemento. Los is�topos radiactivos se manejan hoy en d�a en la medicina, la qu�mica, la biolog�a, las ciencias del espacio y hasta en la arqueolog�a. En la actualidad se conocen m�s de 2 600 especies nucleares diferentes. Finalmente, hay que insistir en que las propiedades qu�micas de un elemento dependen casi por entero del numero y distribuci�n de los electrones de sus �tomos.

Figura 2. Lapsos de vida de los cient�ficos m�s notables de la historia del �tomo.

Sigamos, pues, las huellas que los pioneros de la radiactividad dejaron tras de s� en su continuo af�n por entender la estructura y las propiedades de la materia. Con ellos tocaremos la retirada ante los callejones sin salida y con ellos nos asombraremos de las maravillas de la Naturaleza. Ser� dif�cil no tomar partido en sus querellas cient�ficas y en sus disputas personales, pero revivirlas no solo ilustra la personalidad de cada uno de ellos sino que revela como "se hace la ciencia" y cual es el entorno necesario para que florezca.

Cada cap�tulo est� escrito por especialistas diferentes y es aut�nomo. As�, cada uno de los temas se puede leer por separado. Esta organizaci�n tiene la ventaja de que ciertos conceptos se presentan m�s de una vez pero se abordan desde puntos de vista tanto hist�ricos como cient�ficos diferentes, de modo que se enriquece el entendimiento de las ciencias nucleares, lo que constituye el objetivo fundamental del libro.