Fue la primera profesora de física universitaria de Alemania y forjó una increíble carrera en el mundo de la física de su tiempo, a pesar de las desigualdades que sufría por ser mujer en el mundo de la ciencia. Sus descubrimientos en fisión nuclear fueron revolucionarios, y estos conocimientos permitirían décadas más tarde la construcción del arma más espantosa creada por el ser humano, sin embargo fue una científica pacifista y propulsora de la incorporación de las mujeres en las ciencias.
Primeros Años
Lise Meitner nació en Viena en 1878, en ese momento capital del Imperio Austro-Húngaro. Sus padres provenían de familias judías y se convirtieron al protestantismo. La religión no ocupó un papel fundamental en la familia. Sí lo ocupó el desarrollar la lógica, la creatividad, la educación y el libre pensamiento. Por eso, cuando Lise era pequeña, además de las tareas que se les impartía a todas las niñas, se le enseñó a tocar el piano, a disfrutar de la lectura y las matemáticas. En ella se despertó así un gran interés por las ciencias naturales. Se esforzaba en el estudio y se sacaba buenas calificaciones. Durante su adolescencia este interés se acentuó y la diferenció del resto de las mujeres.
Aunque sus padres promovían sus estudios, de todas formas se imaginaban para ella un trabajo más práctico y típico para las mujeres, como ser profesora de idiomas, lo que hizo que Lise comenzara a estudiar francés. En 1899 el Imperio permitió que las mujeres ingresen a la universidad, por lo cual Lise comienza a estudiar para los exámenes de ingreso para física, bajo la tutela de un profesor privado que la ayudaría a aprender en sólo dos años lo que los varones aprendían durante toda su educación en escuelas secundarias. Sus padres la apoyaron pero con dudas. Su hermana mayor también comenzó a estudiar, e ingresó a la carrera de medicina.
En 1901, a la edad de 23 años, rinde el examen de ingreso junto a catorce mujeres y es una de las cuatro que aprueba y comienza sus estudios en la Universidad de Viena.
La Familia Meitner
En la universidad
En su primer año tomó cursos de matemática, física, botánica, química y filosofía. El trabajo experimental en el laboratorio, dirigido por el profesor Anton Lampa, fue lo que la definió hacia el estudio de la física, por lo cual en su segundo año comienza a tomar cursos específicos en esta área. Es la única mujer que asiste a las clases del Departamento de Física. Entre 1902 y 1906 asiste a clases del destacado físico Ludwig Boltzmann, recién regresado a Viena. Lise consideraría que él fue una gran influencia en toda su carrera.
Los años universitarios de Lise pasan sin demasiados percances y en 1906 obtiene su doctorado bajo la dirección de Franz Exner, presentando un trabajo de tesis titulado “Conducción térmica en cuerpos no homogéneos”. La felicidad se ve afectada con del suicidio de Boltzmann en el mismo año, noticia que la impactaría profundamente.
Lise Meitner a la edad de 28 años (1906)
Estudios post doctorales
Luego de obtener su grado de Doctor en Física en la Univesidad de Viena, Lise dudaba acerca de su área de especialización dentro de la física. Paul Ehrenfest, excelente estudiante algo mayor que Lise (y que luego se convertiría en un afamado físico que contribuyó con el Teorema de Ehrenfest, de gran utilidad en la física cuántica), le orientó su atención hacia algunos artículos científicos en óptica del físico británico Lord Rayleigh. En esta área y tras un arduo trabajo, publicó su primer artículo independiente referido a las fórmulas de reflexión de Fresnel. Sus colegas la incitan a especializarse en la física teórica, pero decide continuar con la física experimental motivada por las investigaciones en curso de los esposos Pierre y Marie Curie, en Francia, quienes pocos años antes habían descubierto dos nuevos elementos, el polonio y el radio, gracias a sus propiedades de radioactividad.
Durante todo 1907 realiza investigaciones independientes, pero sin cobrar sueldo y dándose cuenta cada vez más de que en Viena iba a ser imposible desarrollarse como científica. La única perspectiva laboral que le permitiría mantenerse económicamente en Viena era enseñar idiomas. Ese año conoce a Max Planck, físico alemán que trabajaba en Berlín y estaba de visita en Viena, y que años antes había iniciado el desarrollo de la física cuántica tras postular, en 1900, que la cantidad de energía del “paquete” o “fotón” de energía asociado a una onda de radiación electromagnética era proporcional a la frecuencia de esa onda (la constante de proporcionalidad más tarde llevaría su nombre, la constante de Planck). Lise decide trasladarse a Berlín a estudiar un semestre con Planck en la búsqueda de mejores perspectivas laborales. Nadie preveía que ese semestre se convertiría en 31 años de ininterrumpida labor.
Lise Meitner, 1907
En Berlín
Lise llega a Berlín dos años antes de que se permitiera a las mujeres en Alemania matricularse oficialmente en las universidades, por lo cual su situación no era muy diferente a la de Viena. Su reserva y timidez al encontrarse en un ambiente predominantemente masculino rozaba la fobia social. Sin embargo asistió a las clases de Planck mientras buscaba un lugar donde continuar desarrollando su trabajo independiente. Comenzó a divulgar sus publicaciones entre la comunidad de científicos con la intención de hacerse conocer. Le interesaba mucho trabajar con Heinrich Rubens, el director del Departamento de Física Experimental de la Universidad de Berlín, pero él no tenía lugar para que Lise realizara un trabajo independiente, por lo que rechazó la propuesta de trabajar como su subordinada. Sin embargo, él le presenta a Otto Hahn, un químico alemán de su misma edad y que manifestó interés en trabajar con ella. Lisa se ve atraída no solo por los estudios de Hahn en radioactividad, si no por su manera informal de dirigirse a ella, que la ayuda desde el momento en que se conocen a superar su timidez.
Otto Hahn había estudiado con Ernest Rutherford en Canadá (quién había propuesto que el átomo tenía un núcleo central con carga positiva), trabajaba en radioquímica y le interesaba la presencia de algún físico que pudiese ayudarlo con las lecturas y explicaciones de los experimentos. Meitner obtiene así su propio lugar de trabajo en el laboratorio dirigido por Emil Fisher, un destacado químico alemán con quien trabajaba Hahn, con equipos para medir las radiaciones alfa, beta y gamma que emitían los átomos de ciertos elementos, descubiertas por Rutherford pocos años antes, siendo aún desconocida la causa de su emisión. Ese lugar era un sótano en desuso, y Fisher sólo accedió porque tenía una entrada independiente, diferente a la entrada principal, ya que estaba prohibido que las mujeres ingresaran al laboratorio. Cuando se levantó la prohibición al año siguiente, Fisher instaló un baño de mujeres (hasta ese momento Lise tenía que ir a un restaurante cercano para usar su baño) y le dio la bienvenida a Lise al laboratorio, aunque muchos de los otros químicos que trabajaban allí no vieran la situación con buenos ojos. Cuando veían trabajar a Hahn y Lise juntos, muchos de ellos enfatizaban en decir “Buenos días Hahn”, ignorándola completamente. Era evidente que Lise no tenía buenas relaciones con el grupo de químicos, en cambio la relación con el grupo de físicos era amigable, encontró a un gran mentor en Planck y buenos amigos en su grupo de estudiantes y colegas. Max Von Laue, asistente de Planck, siempre apoyó a Lise e insistía en que debía quedarse en Berlín para continuar con sus investigaciones. Es importante mencionar que en ese momento Lise aún no tenía un trabajo remunerado.
Investigación con Otto Hahn
Otto Hahn se convertiría en su colega por muchas décadas, además de un amigo muy cercano. Su primer año en Berlín fue fructífero, con publicaciones individuales y coescritas con Hahn, acerca de características de las radiaciones alfa y beta emitidas por diversos elementos. Uno de sus más grandes avances en esta primera época es el desarrollo de un método de separación y purificación de sustancias radioactivas llamado recoil radioactivo y que otros científicos seguirían utilizándolo hasta muchos años después.
El fenómeno consiste en que cuando una partícula alfa es emitida desde un núcleo durante el proceso de desintegración espontánea, el núcleo resultante sufre un retroceso o recoil, análogo al que sufre un arma cuando una bala es disparada. Estos núcleos en movimiento podían ser recolectados y así separados, con el uso de electrodos negativos. Lise y Hahn destacaron que el uso de este método, comparado a los métodos de separación químicos más convencionales, permitía obtener mayor cantidad de sustancia y con mayor pureza, lo que significaba una mejora muy importante para identificar y cuantificar los elementos que quedaban como producto de la desintegración.
Representación de un núcleo con recoil al emitir una partícula alfa
Con este método logran hacer un amplio análisis de los diferentes elementos intermedios que van apareciendo a través de las series de decaimiento radioactivo desde los elementos uranio y torio (la serie que se inicia a partir del elemento neptunio no era conocida ya que este elemento recién se descubriría unos treinta años más tarde, en 1940). Cuando Rutherford gana el Premio Nobel de Química en 1908, el interés por la radioquímica y radiofísica se acrecienta, haciendo que Meitner y Hahn ganen popularidad como equipo de investigadores independientes. Esto impulsa a que Hahn sea considerado para ascensos en la Universidad, mientras Lise seguía siendo considerada como una investigadora visitante ya que no tenía un cargo ni salario en la Universidad. Podía mantenerse sólo por el dinero que sus padres le enviaban y por pequeños trabajos independientes de traducción de artículos del inglés al alemán.
Hahn, naturalmente extrovertido, fue logrando que Lise venciera su timidez, hasta que se animó a dar charlas para la Sociedad Alemana de Física. Una conferencia que ella recordaría es la que dio en 1909 en la reunión de Científicos y Médicos Alemanes, en donde conocería a Albert Einstein, un joven de su edad en el auge de sus investigaciones acerca de la relatividad.
Meitner y Hahn en su laboratorio improvisado en el sótano de la Universidad de Berlín (aproximadamente 1907)
En 1910, cuando Lise finalmente obtiene permiso formal para utilizar todas las zonas de los laboratorios de química, Fisher les cede una habitación más grande. El jefe del departamento de química inorgánica, Alfred Stock, también les ofrece un espacio privado dentro de su laboratorio. El “equipo radioactivo”, como se los conocía, dispone ahora de mucho más lugar para seguir haciendo sus investigaciones.
En 1911 se funda el Kaiser Wilhelm Society for the Advancement of the Sciences (la Sociedad Kaiser Wilhem para el Avance de las Ciencias), institución que se dedicaría a financiar estudios en ciencias naturales con dinero del Estado alemán, de empresas privadas, y de individuos independientes. Ernest Beckmann, un renombrado químico alemán creador del calorímetro y termómetro diferencial que lleva su nombre, es asignado como el primer director del Instituto de Química, y le ofrece a Hahn la dirección de la sección de radioquímica, el cual acepta encantado. Por supuesto que lleva a Lise también a trabajar en este nuevo lugar, sólo que ella debe seguir figurando como investigadora invitada.
Esta es la primera vez que trabajarían en un laboratorio con algunas medidas higiénicas y de protección contra la radiación. Años más tarde tanto Hahn como Meitner se verían sorprendidos al no haber sufrido efectos de la radiación a la que estuvieron expuestos durante tantos años, una suerte que no tuvo en ese mismo tiempo la recordada científica Marie Curie, en Francia, quien murió en 1934 de leucemia provocada por los efectos de la radiación recibida.
En 1912 Max Planck le ofrece a Lise ser su asistente, reemplazando a Von Laue. No sólo era un gran honor, si no que fue su primera posición paga desde que llegó a Berlín. Von Laue era un físico muy respetado y se había mudado al sur de Alemania a continuar sus experimentos con rayos X, y en 1914 se le otorgaría el premio Nobel en Física. Planck consideraba que Lise estaba igualmente capacitada que Von Laue para ser su asistente. Con su nuevo rol, Lise forma parte oficialmente del círculo académico de Planck. Su carga laboral ahora era del doble, la académica con Planck con salario, y la de investigación con Hahn, todavía sin salario. Probablemente la presión de Planck hace que Fisher finalmente le ofrezca un cargo similar al de Hahn.
Entre 1913 y 1914 Meitner y Hahn se hacen preguntas referidas a los avances de las nuevas concepciones acerca de la naturaleza del átomo, debido a los modelos propuestos por Rutherford en 1911 (un modelo de átomo con un núcleo positivo central y electrones negativos a su alrededor) y por su estudiante Niels Bohr en 1913 (los electrones ubicados en sucesivos niveles de energía u orbitas, alrededor del núcleo). Meitner pertenece al grupo de jóvenes científicos entusiastas que aceptan el modelo de Bohr, frente al rechazo inicial de investigadores más establecidos. En esta época el dúo publica seis nuevos artículos científicos, referidos a emisión de radiación beta del torio y otros elementos, y estudios de caracterización del uranio y del actinio (elemento también radioactivo de número atómico 89).
Meitner y Hahn en su nuevo laboratorio del Instituto Kaiser Wilhelm
Meitner y la Primera guerra mundial
La primera guerra mundial, que se inicia en julio de 1914, trajo consecuencias devastadoras para el ambiente científico de Alemania: muchos laboratorios y centros de investigación se vaciaron de jóvenes científicos debido a que muchos de ellos se enrolaron voluntariamente en la guerra. Otros, como Otto Hahn (otro científico joven con el mismo nombre que el amigo de Lise) y Martin Rothenbach, joven asistente y estudiante de doctorado de Hahn y Meitner, fueron reclutados. Hahn trabaja en investigación aplicada a la guerra, pero Rothebach muere en combate en Francia en 1914. Una situación similar ocurrió con jóvenes científicos de otros países que intervinieron en esta guerra, como Gran Bretaña y Francia.
Meitner aporta desde su posición de científica y comienza a trabajar en aplicaciones médicas de los rayos X. También se acerca a trabajar a un hospital de la ciudad y comienza a estudiar anatomía humana, en su esfuerzo de contribuir a los soldados alemanes heridos. Nuevamente, la similitud de actitudes en la comunidad científica de toda Europa frente al terrible conflicto que comienzan a vivir es remarcable, ya que lo mismo hizo Marie Curie en Francia, para ayudar a los soldados franceses heridos en batalla.
En 1915 se ofrece como voluntaria para ser enfermera y técnica de rayos X para la armada de Austria. Fue una experiencia extenuante, trabajaba turnos de hasta 20 horas diarias, viviendo en carne propia los horrores de la guerra al atender a los soldados heridos que llegaban del campo de batalla.
Meitner y Hahn continuaron enviándose cartas durante todo el período en el que ambos estuvieron afectados a las actividades de la guerra, preocupados por el bienestar del otro y por el estado en el que se encontrarían sus laboratorios. Temían que los militares se apropiaran de los laboratorios para sus investigaciones orientadas a la guerra. Debemos recordar aquí que la Primera Guerra Mundial fue también llamada la “guerra química” porque en este conflicto por primera vez se comienza a desarrollar y usar armas químicas, tales como los gases tóxicos fosfeno y gas mostaza que se arrojaban sobre las trincheras del enemigo.
En 1917 Meitner logra obtener un permiso para regresar a su trabajo usual, a pedido de Hahn, él se veía incapacitado de regresar al laboratorio y era inminente la apropiación de estos espacios por parte de los militares. Durante 1917 y 1918 comparte su lugar de trabajo, sin estudiantes ni profesores, con administrativos de la milicia. Trabaja sola, logra completar algunos de los trabajos que habían quedado interrumpidos, y continua en la investigación de isótopos radiactivos.
Hahn trabaja en el desarrollo de gases venenosos para la utilización como arma, pero Meitner se negaba a que el desarrollo científico apoye las guerras. Hahn, sin presenciar directamente los terribles efectos del gas en los soldados, sentiría culpa recién terminada la guerra. Lise encuentra apoyo en Einstein, pacifista como ella, quién la llamaría “la Marie Curie de Alemania”.
En 1918 Meitner, ayudada muy esporádicamente por Hahn durante sus cortos permisos para volver a Berlín, logra aislar y descubrir el elemento protactinio. A pesar de que el trabajo fue mayoritariamente hecho por ella, presenta el artículo en nombre de ambos (actitud totalmente diferente a la que asumiría Hahn apenas se da el descubrimiento de la fisión). Alrededor de esta época Lise comienza a encargarse de la instalación de una sección completamente dedicada a la física en este instituto, ya que se decide la separación del laboratorio en dos unidades independientes, una de radioquímica, liderado por Hahn, y una de radiofísica, por Meitner. Tanto ella como Hahn son ascendidos a “científicos permanentes” del plantel. Lise celebraría sus 40 años en ese nuevo laboratorio.
Fin de la guerra
Con el fin de la guerra en noviembre de 1918 tras la derrota y rendición del ejército alemán, Meitner encuentra algunas alegrías: von Laue regresa a Berlín, en 1918 Planck recibe el Premio Nobel en Física, y en 1919 finalmente puede reencontrarse en el laboratorio con Hahn. El impacto de la prueba de la teoría de relatividad de Einstein (por las fotografías que Eddington tomaría de un eclipse en las Islas Príncipe) hace que las investigaciones físicas alemanas aún sean consideradas en alta estima por la comunidad internacional, y los científicos alemanes comienzan de a poco a ser readmitidos en congresos internacionales. Otro centro alemán que nuevamente estaba cobrando fama y recuperándose de la guerra era Göttingen, hogar de Max Born, Emmy Noether, Felix Klein, David Hilbert, entre otros.
A pesar de la pelea constante para obtener mayor presupuesto en el Instituto Kaiser Wilhelm, afectado después de la guerra, los siguientes años son muy productivos para Meitner. En 1921 puede viajar al instituto del profesor Niels Bohr en Copenhague y a trabajar un mes en física experimental en Suecia. Allí conocería a Dirk Coster, un alumno holandés de su antiguo compañero Paul Ehrenfest, que tendrá un rol fundamental años más tarde en la vida de Lise. En 1922, bajo la sugerencia de Planck y la flexibilización acerca de mujeres enseñando, Lise finalmente puede comenzar a dar clases, y es la primera mujer en Alemania en ser profesora de física en la universidad, siendo ascendida en 1924 a profesora asistente (aunque con un sueldo menor al de sus colegas masculinos). Entre 1921 y 1924 publica más de 16 artículos de forma independiente y otros con Hahn: investiga mejor las características y propiedades del protactinio, la relación entre la radiación y la constitución del átomo, investiga las longitudes de onda de la radiación gamma y el espectro de emisión beta de diferentes sustancias, entre otras cosas.
Desde la inauguración de la sección de radiofísica del Instituto Kaiser Wilhem, ya no trabajaría tanto con Hahn, y aunque siguen discutiendo juntos sus avances, cada uno comienza a hacer investigaciones independientes más especializadas. Se interioriza también en el creciente desarrollo de la mecánica cuántica, una nueva área de la física que surge por la necesidad de comprender y explicar el comportamiento de los electrones dentro del átomo que no se comportan de acuerdo a las leyes de la mecánica clásica, y comienza a dar charlas acerca de este tema. Incluso participaría en los debates acerca de lo que pasaría a llamarse “interpretación de Copenhague” de la mecánica cuántica, y eventualmente se convertiría en una invitada usual del instituto de Bohr. Se convierte en un fuerte modelo para otras mujeres que estaban comenzando a romper estereotipos y estudiar ciencias.
Lise vinculaba muchas áreas dentro de la ciencia que a veces parecían separadas y antagónicas, pero que en realidad no lo eran: los desarrollos teóricos con el trabajo experimental, la disciplina de la física con la química, y las mujeres con los hombres.
Lise, la única mujer junto a muchos otros científicos, en una visita de Niels Bohr (primera fila, tercero desde la izquierda) a Berlín, 1920.
Desde la izquierda: Otto Stern, Wilhelm Lenz, James Franck, Rudolf Ladenburg, Paul Knipping, Bohr, E. Wagner, Otto von Baeyer, Hahn, George de Hevesy, Lise Meitner, Wilhelm Westphal, Hans Geiger, Gustav Hertz (con pipa) y Peter Pringsheim
El reconocimiento de su trayectoria finalmente llega: Lise recibe premios importantes que históricamente fueron monopolizados por hombres. El equipo Hahn-Meitner es nominado al Nobel casi diez años seguidos. Esto le da un gran reconocimiento internacional, y cada vez más jóvenes alumnos se mostraban deseosos de trabajar con ella, entre ellos su sobrino Otto Robert Frisch, que motivado por su tía, había estudiado física y que tras graduarse en Hamburgo se muda a Berlín para trabajar con Lise. Hahn a su vez asume cada vez responsabilidades administrativas más altas en el Instituto Kaiser Wilhelm.
No podemos dejar de mencionar que en 1926 el Profesor Von Laue dirige la tesis doctoral de Enrique Gaviola, el gran astrónomo y físico argentino. Lise Meitner, junto a los físicos alemanes Albert Einstein y Peter Pringsheim, formarían el tribunal evaluador de su trabajo de investigación para obtener el grado de Doctor por la Universidad de Berlín. A su regreso a la Argentina en 1929, el Dr. Gaviola participa, entre otras cosas, en la creación del Instituto de Matemática, Astronomía y Física (IMAF) en la Universidad Nacional de Córdoba, la recuperación del Observatorio Astronómico de Córdoba y la puesta en marcha del Observatorio Astronómico de Bosque Alegre, en el sur de nuestras sierras cordobesas.
Hasta 1933 las investigaciones de Lise abarcaron diversos temas: siguió profundizando en el espectro de radiación beta y gamma, estudió la estructura fina de partículas alfa, cosmología, la fórmula de Klein-Nishina (desarrollada en 1928, permite calcular la sección eficaz de dispersión de fotones tras una colisión o una emisión desde un electrón), gamma scattering (una situación particular de la fórmula de Klein-Nishina), neutrones, y positrones; tenía el equipamiento y la cantidad suficiente de compañeros, alumnos y miembros del laboratorio para poder tocar casi cualquier tema relacionado con la física experimental.
Lise Meitner, jefa del Departamento de Física, Instituto Kaiser Wilhelm, aproximadamente 1920
Alemania Nazi
Para el año 1933, Adolf Hitler y el Partido Nacional Socialista Alemán se hacen cargo de la conducción de Alemania, en ese año Hahn viaja a Estados Unidos con el objetivo de pasar un semestre con colegas estadounidenses, por lo cual Lise toma temporariamente la administración del Instituto de Química. Algunos colegas científicos comenzaron a manifestar su apoyo al régimen nazi mientras que otros comenzaron a sentirse perseguidos por diferentes causas, tal como la oposición a las ideas políticas o la religión que profesaban. Lise continuó equilibrando sus obligaciones en el instituto y en la universidad, sin saber muy bien qué sucedería a futuro e intentando mantener el contacto con Hahn. Muchos profesores y científicos a lo largo de toda Alemania fueron despedidos por ser judíos, como el caso de Albert Einstein que emigra a Estados Unidos, mientras que otros decidieron por su cuenta exiliarse en forma voluntaria y en silencio antes de ser obligados. Otros científicos, como James Franck, amigo de Lise y de Hahn, renunciaron públicamente en protesta. Muchos estudiantes que simpatizaban con el partido nazi comenzaron también a organizarse en grupos. La situación se volvió difícil para los estudiantes más jóvenes de ascendencia judía. Frisch fue expulsado de Alemania pero consiguió trabajo en Londres, para alivio de Lise. Cuando Hahn regresa a Berlín se une a quienes renuncian a la Universidad en forma de protesta, mientras que Lise es despedida por ser judía. No obstante todos estos inconvenientes, Lise continuo trabajando en la sección de física del Instituto Kaiser Wilhelm. Aunque no podía dar clases, también ayudó a dirigir a estudiantes postdoctorales, y colaboró con colegas que se habían quedado sin trabajo, estaba enfurecida además por el despido de mujeres a las que tanto les había costado obtener posiciones en el mundo de la ciencia. Eran los años que comenzaban a anticipar el inicio del segundo gran conflicto bélico que arrasaría nuevamente a toda Europa, la Segunda Guerra Mundial, a partir de la invasión de Polonia en setiembre de 1939 por parte del ejército alemán bajo las órdenes de Adolf Hitler.
El entonces director del Instituto Kaiser Wilhelm de Física y Electroquímica, Fritz Habel, es despedido, para indignación de muchos de los científicos que aún trabajaban allí. Planck, que para entonces era presidente de la Sociedad Científica Kaiser Wilhelm, ya había escrito cartas solicitando que se restituya a Lise, aunque sin éxito, por lo tanto para este caso toma una decisión más radical y solicita una audiencia con el mismo Hitler. Ante la respuesta no solo negativa si no enfurecida de Hitler, Planck no volvería a alzar la voz.
Grandes descubrimientos físicos se hicieron en estos años, James Chadwick, en Inglaterra, descubre el neutrón. Enrico Fermi, en Italia, decide comenzar a utilizarlos para el bombardeo de elementos. Su objetivo era estudiar la posibilidad de existencia de elementos transuránicos, es decir, elementos con número atómico (o cantidad de protones en el núcleo) mayores al del uranio (92), el elemento más pesado por entonces conocido.
La explicación dada por Fermi en ese momento, y aceptada como correcta hasta ese momento, era que al bombardear núcleos de uranio con neutrones, los neutrones se convertirían en protones con la correspondiente emisión de una partícula beta. Por lo tanto, al sumar un protón al núcleo, se podría obtener un elemento de número 93. Fermi había podido comprobar este fenómeno para numerosos elementos de número menor al uranio.
Tras estos anuncios científicos, comienza una carrera entre los científicos europeos por encontrar elementos más pesados que el uranio, que tiene a la cabeza al laboratorio de Joliot-Curie en Francia, al de Enrico Fermi y también al de Lise y Hahn, en Alemania. Bombardeando uranio con neutrones, lograron formar pequeñísimas cantidades de lo que en ese momento aseguraban eran elementos transuránicos, a los cuales analizaban por métodos químicos en soluciones en medio ácido. Más adelante, cuando descubren el proceso de la fisión nuclear, corregirían y se retractarían de estas interpretaciones, ya que descubrirían que los elementos que estaban encontrando no eran elementos transuránicos, sino elementos más livianos, debido a la división del núcleo.
La situación de Lise en Alemania era inestable, si todavía no había sido detenida u obligada a exiliar era por tener la ciudadanía austríaca que la mantenía considerablemente a salvo de las leyes alemanas, además de contar con la protección de Planck. Von Laue, Planck y Heisenberg (quién había postulado el principio de Incertidumbre dentro de la Mecánica Cuántica), siguieron insistentemente nominando al equipo Hahn-Meitner ante la Real Academia de Ciencias de Suecia para el otorgamiento del premio Nobel de química y de física, pensando en que eso le daría una protección adicional dentro del régimen nazi. Mientras tanto, crecía la rivalidad y las diferencias en los descubrimientos con el laboratorio de Joliot-Curie en Francia.
Desarrollo del nazismo
Con la anexión de Austria a Alemania, la precaria protección de Lise se ve totalmente anulada, ya que su ciudadanía austríaca ahora la hace estar bajo las mismas leyes que cualquier alemán. Ante la presión de algunos colegas, que sentían que la presencia de Lise ponía en peligro el instituto, y ante el inminente riesgo que corría su vida, comienza los preparativos para dejar Alemania, ayudada por muchos otros científicos del exterior, por ejemplo Bohr, que se estaba dedicando a relocalizar a muchos colegas físicos. Lise estaba en una situación complicada ya que su pasaporte no era más válido y su pedido oficial de permiso de emigración fue revocado. Dirk Coster y Adriaan Fokker, físicos holandeses, comenzaron a pedir permiso a las autoridades holandesas y a juntar fondos para permitir el ingreso de Lise, otros colaboradores serían Peter Debye, amigo de Bohr y director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm, Carl Bosch, nuevo presidente de la Sociedad Kaiser Wilhem, Otto Hahn, y Paul Rosbaud, asesor físico y director de revistas de publicaciones científicas en Alemania.
El procedimiento fue de película: Hahn le dio a Lise un anillo de diamante de su madre en caso de que tuviese que sobornar a militares o necesitase dinero, Coster viajó a Berlín con la excusa de “entrevistar a un posible asistente”, y en la frontera, convenció de antemano a los agentes de Holanda para que dejaran pasar a Lise con sólo el permiso de la facultad (sin pasaporte ni visa), y para que persuadieran a los agentes alemanes. Tras un día aparentemente normal en el Instituto para no levantar sospechas, Rosbaud lleva a la noche a Lise a tomar un tren, dentro del cual se encontraría con Coster. Logran atravesar la frontera y llegan a la ciudad universitaria de Groningen, agotados. Coster le enviaría un telegrama en código a Hahn y secretamente los científicos de Berlín se enterarían de que Lise estaba a salvo, muchos de los cuales agradecerían personalmente a Coster, que fue el cerebro y ejecutor de la operación.
Lise pasaría unas semanas en la casa de los Coster, luego iría al Instituto de Copenhague con Bohr, y finalmente parte para Estocolmo, donde la Academia de Ciencias de Suecia había financiado la construcción del Instituto de Estocolmo. Lise recibió una oferta de trabajo y allí se dirigió. Tras analizar su situación, escribe una carta con su retiro oficial y pedido de pensión al Instituto Kaiser Wilhem.
Meitner y Hahn en 1938, antes de la operación para exiliar a Meitner
Fisión nuclear
La comunicación de Lise con Hahn nunca se interrumpió, en sus cartas planteaba que no se imaginaba que la inauguración del nuevo Instituto de Física de Estocolmo, donde había recibido la oferta de trabajo, llevaría tanto tiempo. Ella no estaba pudiendo hacer trabajo experimental debido a la carencia de equipos adecuados. Pudieron reencontrarse en Copenhague en noviembre de 1938, junto con Bohr y Otto Robert, cuando Hahn viaja para consultarles acerca de sus últimos resultados de investigación que no podía explicar sin la ayuda de físicos. Hahn había continuado trabajando con Fritz Strassmann, que había sido colaborador de ambos mientras Lise aún se encontraba en Berlín. Habían continuado con los experimentos de bombardeo de átomos de uranio con partículas subatómicas. Hahn encontró que al bombardear uranio con neutrones, el bario, un elemento liviano de número atómico 56, aparecía presente entre los residuos del proceso, cuando ellos esperaban encontrar al radio, un elemento más pesado de número atómico 88. Hasta el momento, en todos sus experimentos sólo habían detectado la emisión de partículas alfa o radiación beta al bombardear algún núcleo atómico grande como el del uranio, por lo cual no entendían cómo podría haberse desprendido algún “pedazo de ese átomo” tan grande como un átomo de bario. Hahn publica un artículo que empezaría a hacerse conocido internacionalmente.
En Estocolmo, ante el pedido de Hahn, Lise discute estas cuestiones con Frisch. Comienza a analizar la posibilidad de que el núcleo de uranio al ser bombardeado con neutrones se haya dividido en dos partes, con una enorme emisión de energía, que calcula utilizando la famosa fórmula de Einstein E = mC2, donde m es la masa y C la velocidad de la luz. El contacto con Hahn continúa mientras el prosigue con sus experimentos y Lise trata de poner en papel sus ideas. Con estas nuevas ideas acerca de la división del núcleo de uranio, deberían hacer una revisión de todos sus experimentos anteriores y explicarlos nuevamente.
Lise y Frisch publican juntos un artículo llamado “Desintegración por Neutrones: Un nuevo tipo de reacción nuclear”, y luego Frisch, en el instituto de Bohr, es capaz de demostrar experimentalmente que el núcleo de uranio bombardeado con neutrones, en las mismas condiciones que en el experimento de Hahn y Strassmann, emite energía, lo que demostraba las hipótesis de Lise. Escribe otro artículo llamado “Evidencia física de la división de núcleos pesados bajo el bombardeo de neutrones” y envía ambos para su publicación. En estos artículos utilizan por primera vez la palabra fisión, que representa el proceso de ruptura de un núcleo de un átomo pesado para dar núcleos de elementos más livianos. Lise comienza a realizar experimentos con lo que tiene disponible en el Instituto de Física de Estocolmo, donde usando el elemento torio, determina que es posible la fisión de núcleos inestables.
Niels Bohr, mientras estaba en Estados Unidos de visita, también se interioriza en estos resultados a pedido de Lise y Frisch, y debido a la circulación de boca en boca de estos hechos experimentales novedosos, le preocupa que el crédito no esté correctamente siendo atribuido a ellos. Hablando con Fermi, exiliado en Estados Unidos, deciden anunciar en la Quinta Conferencia de Física Teórica las evidencias experimentales de Hahn y Strassmann de este nuevo fenómeno descubierto, y su explicación física por parte de Lise y Frisch. Como siempre ocurre en las ciencias cuando se descubre un nuevo fenómeno, se dispara la necesidad en muchos científicos de intentar confirmar por ellos mismos y en sus propios laboratorios estos nuevos resultados. La noticia incluso comienza a mencionarse en los diarios, sin embargo, es notable como el nombre de Lise era poco o raramente mencionado en esta divulgación de la información. En las semanas en que los artículos de Lise y Frisch tardan en publicarse, la noticia se había difundido citando únicamente a Hahn y Strassmann como los descubridores del fenómeno.
Otto Robert Frisch, sobrino y colega de Meitner, 1938
Hahn, en Alemania, se encontraba bajo mucha tensión: su esposa estaba enferma, había presiones políticas en el instituto y todavía no podía hacerse la idea de tener que retractarse respecto de muchos de sus previos resultados experimentales, que había explicado de forma diferente considerando la existencia de elementos transuránicos. Además, pertenecía a la minoría de científicos anti nazis del instituto, por lo cual sus menciones a los trabajos realizados con Lise era mal vista. Es así que probablemente aprovechando su nueva fama, o tal vez por sentir la necesidad de protegerse, comienza a distanciarse de Lise y a reclamar el crédito de los descubrimientos, casi olvidando que unos meses antes le había pedido específicamente a Lise su ayuda para poder explicarlos. Irracionalmente alega que todos sus experimentos anteriores y este nuevo descubrimiento se deben únicamente a la química y no a las explicaciones físicas de Lise. Esto comenzaría a crear una grieta en su relación, que hasta ese momento había sido muy estrecha. Lise, intentando mantener una justa distribución del crédito, insiste en que Hahn no podría haber hecho su descubrimiento sin el trabajo previo de muchos años en equipo junto con ella, ya que estos nuevos experimentos fueron sólo una continuación natural de los experimentos realizados con Lise.
Lise ya había calculado cuánta energía se liberaría en el proceso de fisión del uranio, que era enorme en comparación con la energía liberada en los procesos químicos convencionales tales como en la combustión o de los explosivos entonces conocidos. No debemos olvidar que estamos en los momentos previos al inicio de la Segunda Guerra Mundial, por lo que se comenzó a hablar muy seriamente de lo que hasta el momento había sido pura ciencia ficción: la posibilidad de conseguir muchísima cantidad de energía liberada y de forma muy rápida. Leo Szilard, físico húngaro que había asistido a clases de Lise en Berlín, había considerado la potencialidad de la energía almacenada en los núcleos atómicos desde hacía bastante tiempo, y aprovecha estos nuevos descubrimientos para mostrar sus propias ideas acerca de la posibilidad de que puedan darse reacciones de fisión nuclear en cadena. En 1939 expresa públicamente su deseo de crear un comité científico para que la información acerca de posibles productos explosivos de la fisión nuclear no se comparta con países fascistas, como Alemania e Italia. Comienza a hacerle llegar a sus colegas científicos la propuesta de no publicar artículos acerca de la posible reacción en cadena, para que ese conocimiento se mantenga secreto debido a su potencial riesgo de transformarse en un arma de guerra de poder increíble. Sin embargo, algunos no tomaron en consideración esta propuesta, como el equipo Joliot-Curie en Francia, posiblemente por no vislumbrar sus posibles riesgos o el de mantener la sólida costumbre entre científicos de publicar sus descubrimientos.
La bomba atómica
El secretismo de estos descubrimientos no se mantiene mucho tiempo, y eventualmente llegan también a manos del régimen nazi en Alemania. Leo Szilard y Eugene Wigner, ambos exiliados en Estados Unidos, viajan hasta Princeton a consultar a Albert Einstein, famoso por su pacifismo. Cuando le cuentan acerca de la posibilidad de que una reacción en cadena de desintegración nuclear del uranio pueda crear una bomba de poder incalculable (posibilidad que a Einstein no se le había ocurrido), deciden enviarle una carta al entonces presidente de Estados Unidos, Franklin D. Roosevelt, anunciándole la posibilidad de la existencia de una bomba en el futuro cercano. También le sugieren controlar a los países con depósitos conocidos de uranio.
Estados Unidos crea entonces el “Proyecto Manhattan” para estudiar al uranio y sus posibles aplicaciones particularmente de guerra, dirigido por Robert Oppenheimer. Alemania también forma un comité para el estudio del uranio, con Otto Hahn a la cabeza. Resultaba sorprendente que Hahn continuara trabajando para el régimen Nazi a pesar de que públicamente era conocido como opositor, sin embargo debemos comprender ya para ese momento el dominio del nazismo sobre Alemania era prácticamente total. Lise, mientras tanto, seguía en Estocolmo, bastante ajena a las repercusiones de su descubrimiento, y sintiéndose aislada de sus colegas. En 1940, y ya iniciada la guerra en Europa, Otto Robert Frisch, en Inglaterra, junto a su colega Rudolf Peierls, calculan que sólo unos pocos kilos del isótopo 235 del uranio serían suficientes para hacer una bomba altamente explosiva. Envían el resultado de sus descubrimientos al jefe del Comité de Ciencia de la Defensa Aérea Británica, tras lo cual él también forma un comité secreto para el estudio del uranio. En 1941 Rusia comienza a enviar agentes para estudiar los avances de Inglaterra, los países escandinavos, Alemania, y Estados Unidos.
Mientras tanto, Lise y Hahn son nuevamente nominados al premio Nobel de Química, pero no se les otorga.
Con la guerra ya iniciada, el estudio del uranio se intensifica en Alemania, Inglaterra y Estados Unidos, vislumbrándose sus posibles aplicaciones militares pero aún sin conocer cómo hacerlo. Fermi, en Estados Unidos y financiado por el gobierno, realiza un experimento secreto (ni siquiera otros científicos involucrados sabían el objetivo) en la ciudad de Chicago, en un laboratorio construido bajo las gradas de un estadio de juego de raqueta abandonado. En este lugar se construyó el primer reactor nuclear, llamado Chicago Pile-1, en donde por primera vez el 2 de Diciembre de 1942, se logra iniciar y sostener una reacción de fisión en cadena autosostenida y controlada. La reacción, a modo de demostración, fue mantenida durante 28 minutos y sin saber realmente si la ciudad de Chicago desaparecería en ese experimento.
En 1943 el Proyecto Manhattan comienza a crecer con el objetivo de fabricar una primera bomba nuclear antes que lo consiga Hitler en Alemania, y convoca secretamente a científicos de numerosos países, por ejemplo Bohr, que en ese momento estaba trabajando en Inglaterra, y a Otto Frisch. Lise es invitada pero rechaza la convocatoria a participar en este proyecto. No quería tener nada que ver con la construcción de una bomba.
La guerra finaliza en Europa con la rendición de Alemania el 8 de Mayo de 1945, y la ocupación de Berlín por parte de las fuerzas aliadas, los Estados Unidos, Inglaterra y Rusia. Von Laue, Hahn, y otros científicos, aunque no adhirieron al partido nazi, continuaron trabajando en los laboratorios de investigación nuclear de Alemania y por ello fueron arrestados por Inglaterra. A pesar de su alianza para derrotar a Hitler, estos tres países comienzan una secreta carrera para apoderarse de los avances que había realizado Alemania en todo tipo de armas, entre ellas sus investigaciones nucleares y el desarrollo de los aviones con motores de propulsión a “chorro” de gases.
Lise comienza a tramitar su ciudadanía sueca, reconociendo y resignándose a que le sería imposible regresar a Alemania alguna vez.
Sin embargo, la guerra continúa entre Estados Unidos y Japón en el teatro del océano Pacífico, y finalmente Estados Unidos arroja dos bombas atómicas sobre las ciudades de Hiroshima, el 6 de Agosto de 1945, y sobre Nagasaki, el 9 de ese mismo mes, lo que provocó la inmediata rendición del Emperador del Japón Hirohito. Estas dos bombas provocaron la muerte de más de 120.000 personas, y se comenta que fueron utilizadas contra el Japón porque Alemania se rindió antes de que estuvieran listas.
Parece increíble que el mundo volvió a recordar a Lise luego del bombardeo de Hiroshima y Nagasaki. Periodistas la buscan en Suecia para entrevistar con entusiasmo a la mujer que contribuyó al desarrollo de la fisión nuclear y, con ello, al de la bomba. Lise se ve obligada a aclarar que ella no tuvo ninguna participación en ese proyecto. Esto es un ejemplo más de la mezcla y confusión que existe entre lo que significa el desarrollo del conocimiento científico en algún campo y el de su aplicación, particularmente con fines bélicos.
En 1946 viaja invitada a Estados Unidos a dar una serie de conferencias, y es recibida con grandes honores y reconocimientos. Sin embargo, no le agrada la conexión inmediata que tiene su aporte a la fisión nuclear con el desarrollo de la bomba. En sus conferencias habla no solo de física sino también de temas que trascienden a esta disciplina, como la necesidad de fomentar la participación de las mujeres en la ciencia.
Premio Nobel
Con la suspensión del otorgamiento de los premios Nobel durante los años de la guerra, estas nominaciones se determinan en 1946. Otto Hahn es nominado al premio Nobel de Física de 1944 por su descubrimiento de la fisión nuclear. Sólo Otto Hahn, ninguno de sus varios colaboradores. El premio, finalmente, se le otorga. Después de tantos años de nominaciones en conjunto, y de tantos años de trabajo en equipo, su descubrimiento más importante, que también fue un trabajo en conjunto, es reconocido sólo a Hahn por el comité del premio Nobel. Hahn se entera de que recibió el premio aun siendo prisionero de las fuerzas aliadas, y es liberado antes de la entrega oficial de este premio por parte del Rey de Suecia.
En su discurso de recepción del premio, redime un poco su tensa relación con Lise al mencionarla, junto a Frisch, como colaboradores, aunque en la atmósfera del lugar se percibía la controversia frente al otorgamiento del premio. Hahn compartiría parte del premio en dinero con Lise, pero ella lo donaría al Comité de Emergencia de Científicos Atómicos, encabezado por Einstein, y cuyo objetivo era discutir y analizar la politización de la investigación en física nuclear.
¿Por qué no le otorgaron el Premio Nobel a Lise Meitner?
Se ha escrito mucho sobre el papel de Lise Meitner en la historia de la fisión nuclear. Generalmente se acepta que la explicación teórica de Meitner, junto con su sobrino Frisch, de que el bombardeo con neutrones a átomos de uranio provocaba la división del núcleo en dos partes (dando núcleos de los elementos bario y kripton) fue tan importante como el trabajo experimental de Hahn y Strassman. Además, este trabajo experimental fue una continuación de los más de 30 años de trabajo en conjunto entre Hahn y Meitner. Sin embargo, fue solo Hahn quien recibió el Premio Nobel.
Además de los errores recurrentes cometidos por los comités de otorgamiento de los premio Nobel, una razón para el rechazo de Meitner fue la situación política que vivió algunos años antes. En 1938, aunque era una profesora de física muy respetada, tuvo que abandonar su estrecha colaboración con Hahn y huir de Alemania. Fue en 1938 que la Alemania nazi anexó Austria, y todos los ciudadanos austriacos como Lise Meitner se convirtieron automáticamente en ciudadanos alemanes y sujetos a las leyes de Alemania. Lise Meitner había sido bautizada de pequeña y criada como protestante, pero tenía antepasados judíos, y sus amigos, temerosos por su vida, la ayudaron a huir de Alemania hacia Suecia. Hahn y Strassman permanecieron en Alemania y continuaron sus trabajos experimentales sobre la fisión de uranio; Meitner fue relegada en estos trabajos a ser una consejera sobre aspectos teóricos y a larga distancia, lo que la mantuvo aislada de las repercusiones que tuvo este descubrimiento entre la comunidad científica, y por lo tanto invisibilizando su fundamental aporte.
Reorganización de Alemania y últimos años de su vida
Muchas instituciones alemanas cambiaron de nombre en la etapa de la recuperación de Alemania, luego de la devastación que sufrió al final de la guerra, y fueron recuperando a sus científicos exiliados. Hahn, encargado de la reestructuración de sus laboratorios, y Strassmann, le pidieron a Lise que regrese a su puesto a trabajar con ellos, a lo que se rehúso dos veces, debido a que consideraba que las diferencias morales entre ella y muchos científicos de Alemania, que habían continuado trabajando durante el régimen nazi, serían intolerables.
Lise continuó trabajando en Suecia y viajando a diferentes países de Europa a dar charlas y recibir premios, incluso regresó a Alemania en 1949 en donde se encontró con Hahn y recibieron un premio en conjunto. A pesar de sus diferencias, aún seguían siendo amigos y disfrutaron el reencuentro.
En 1953, a los 75 años de edad, Lise se retira del trabajo en el laboratorio, aunque continúa realizando algunas actividades académicas.
Fritz Strassman, Lise Meitner y Otto Hahn, 1956
En 1959 se inaugura en Berlín el Instituto Hahn-Meitner para Investigación Nuclear. En 1960 se muda a Cambridge para estar cerca de su sobrino Frisch y su familia, debido a que algunas complicaciones en su salud la hacen darse cuenta de que vivir sola en Suecia a su edad avanzada ya no era conveniente. Tuvo algunos viajes más, en 1963 dio una charla en Viena recapitulando sus 50 años de trabajo en la física, y en 1964 viaja a Estados Unidos a una reunión familiar, aunque el largo viaje la debilita mucho. En 1968 fallece antes de cumplir 90 años, sin saber que Hahn había fallecido unos meses antes.
Hahn y Meitner, 1963, en una entrega de premios.
Palabras finales
Un cráter de la luna lleva su nombre igual que el elemento 109 de la tabla periódica (muy pocos personajes trascendentes en la historia de la ciencia comparten este honor, tal como Dmitriy Mendeleev, quien formuló la Tabla Periódica de los elementos químicos), sufrió vivir en el exilio, recibió grandes reconocimientos pero se le negó el premio Nobel, participó en uno de los mayores descubrimientos de la física nuclear de coeinzos del siglo XX y luchó por la igualdad de oportunidades en las mujeres, sin embargo hoy en día no es igual de recordada ni reconocida que muchos otros científicos con logros similares. Su sobrino Frisch resumió la vida de Lise Meitner en la frase que eligió para que decore su tumba: “Una física que nunca perdió su humanidad”.
Fuentes e Imágenes:
- Rife, Patricia. Lise Meitner and the Dawn of the Nuclear Age. Editorial Birhausen, 1999.
- Sime, Ruth Lewin. Lise Meitner: A Life in Physics. Berkeley: University of California Press. 1996.
- Kant, Horst. Lise Meitner and the (supposed) transuranic elements. Ann. Phys. (Berlin) 524, No. 6–7, A99–A102 (2012)
Paula Céspedes – Física UNC
