Bruno Pontecorvo para niños
Datos para niños Bruno Pontecorvo |
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 Bruno Pontecorvo en 1955
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| Información personal | ||
| Nacimiento | 22 de agosto de 1913 Pisa (Italia) |
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| Fallecimiento | 24 de septiembre de 1993 Dubná (Rusia) |
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| Causa de muerte | Enfermedad de Parkinson | |
| Sepultura | Cementerio protestante | |
| Nacionalidad | Británica, italiana (1946-1993) y soviética | |
| Educación | ||
| Educado en |
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| Supervisor doctoral | Enrico Fermi y Jean Frédéric Joliot-Curie | |
| Información profesional | ||
| Ocupación | Físico, físico nuclear y científico | |
| Área | Física nuclear, física de partículas, física e investigación y desarrollo | |
| Empleador |
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Bruno Pontecorvo (nacido el 22 de agosto de 1913 y fallecido el 24 de septiembre de 1993) fue un importante físico nuclear italiano. Fue un joven ayudante de Enrico Fermi y realizó muchos estudios en física de altas energías, especialmente sobre los neutrinos. Se mudó a la Unión Soviética en 1950, donde continuó sus investigaciones sobre el decaimiento de los muones y los neutrinos. En su honor, se creó el prestigioso Premio Pontecorvo en 1995.
Bruno Pontecorvo fue el cuarto de ocho hijos en una familia italiana. Estudió física en la Universidad de La Sapienza en Roma, bajo la guía de Enrico Fermi. Fue el miembro más joven de un grupo de científicos conocidos como los Chicos de la Vía Panisperna. En 1934, participó en un famoso experimento de Fermi que mostró las propiedades de los neutrones lentos. Este trabajo fue clave para el descubrimiento de la fisión nuclear.
En 1934, se mudó a París para investigar con Irène y Frédéric Joliot-Curie. Debido a las difíciles circunstancias políticas en Italia en 1938, su familia tuvo que dejar el país, y se fueron a Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos.
Cuando el ejército alemán se acercó a París durante la Segunda Guerra Mundial, Pontecorvo y otros científicos huyeron de la ciudad. Finalmente, llegó a Tulsa, Oklahoma, donde aplicó sus conocimientos de física nuclear para buscar petróleo y minerales. En 1943, se unió a un equipo de investigación británico en el Laboratorio de Montreal, Canadá. Este trabajo era parte de un gran proyecto para desarrollar nuevas tecnologías. En los Laboratorios de Chalk River, ayudó a diseñar el reactor nuclear ZEEP, el primer reactor fuera de los Estados Unidos, que comenzó a funcionar en 1945. Luego, el reactor NRX lo hizo en 1947. También estudió los rayos cósmicos, el decaimiento de los muones y, lo que se convertiría en su gran pasión, los neutrinos. En 1949, se trasladó a Gran Bretaña para trabajar en el Atomic Energy Research Establishment en Harwell.
Después de su traslado a la Unión Soviética en 1950, trabajó en el Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) en Dubná. Propuso usar cloro para detectar neutrinos. En 1959, sugirió que el neutrino electrónico (νe) y el neutrino muónico (νμ) eran partículas diferentes. Los neutrinos del Sol fueron detectados por el Experimento Homestake, pero en menor cantidad de lo esperado. Para explicar esto, Pontecorvo propuso un fenómeno llamado oscilación de neutrinos, donde los neutrinos electrónicos se transforman en otros tipos. La existencia de estas oscilaciones fue confirmada por el experimento Super-Kamiokande en 1998. También predijo en 1958 que las supernovas producirían grandes explosiones de neutrinos, lo cual se confirmó en 1987 con la Supernova SN 1987A.
Contenido
Primeros años y formación
Bruno Pontecorvo nació el 22 de agosto de 1913 en Marina di Pisa, Italia. Fue el cuarto de ocho hijos de Massimo Pontecorvo y Maria Maroni. Su hermano mayor, Guido, nacido en 1907, se convirtió en genetista. Su hermano Paolo, nacido en 1909, fue ingeniero y trabajó en radares durante la Segunda Guerra Mundial. Su hermana mayor, Giuliana, nació en 1911. Su hermano menor, Gillo, nacido en 1919, es conocido como director de cine. También tuvo dos hermanas más jóvenes, Laura y Anna, y un hermano, Giovanni. Su familia era acomodada; su padre era dueño de tres fábricas textiles.
Bruno ingresó a la Universidad de Pisa para estudiar ingeniería, pero en 1931 decidió cambiar a física. Siguiendo el consejo de su hermano Guido, se fue a la Universidad de La Sapienza en Roma. Allí, Enrico Fermi había reunido a un grupo de jóvenes y talentosos científicos, conocidos como los Los chicos de la Vía Panisperna. A los 18 años, Bruno fue admitido en el tercer año de física. Fermi lo describió como "uno de los hombres más brillantes con los que he trabajado". Por ser el más joven, el grupo lo apodó Cucciolo, que significa "cachorrito".
En 1934, Pontecorvo participó en el famoso experimento de Fermi que demostró las propiedades de los neutrones lentos. Este descubrimiento fue fundamental para la fisión nuclear. El nombre de Pontecorvo se incluyó en la patente de este hallazgo. Fue nombrado ayudante temporal en el Instituto Real de Físicas en Roma en 1934. También fue coautor de un informe importante sobre neutrones lentos, que explicaba cómo el hidrógeno frenaba los neutrones mejor que los elementos pesados. Una patente italiana para este proceso se concedió en 1935, y una estadounidense en 1940.
Inicios de su carrera
En febrero de 1936, Pontecorvo se mudó a París para trabajar en el laboratorio de Irène y Frédéric Joliot-Curie en el Collège de France. Allí, investigó los efectos de las colisiones de neutrones con protones. Durante este tiempo, adoptó ciertas ideas políticas a las que se mantuvo fiel. Comenzó una relación con Helene Marianne Nordblom, una mujer sueca. En 1937, rechazó una oportunidad de ser profesor en la Universidad de Roma para quedarse en París, quizás por su relación o por su trabajo.
Marianne y Pontecorvo se mudaron juntos en enero de 1938. Su hijo, Gil, nació en julio. El visado de Marianne expiró y tuvo que regresar a Suecia en septiembre. Pontecorvo la acompañó, dejando a Gil en una guardería en París. Al regresar a París, se reunió con importantes científicos como Niels Bohr y Lisa Meitner. Pontecorvo ya no podía regresar a Italia debido a las leyes que afectaban a su familia. Esto provocó que el grupo de los Chicos de la Vía Panisperna se dispersara, y Fermi emigró a los Estados Unidos. La familia de Pontecorvo también se separó, con algunos hermanos mudándose a Gran Bretaña y Gillo uniéndose a Bruno en París.
Trabajó con el físico francés André Lazard en el laboratorio de los Joliot-Curie. Allí, Pontecorvo descubrió lo que Frédéric Joliot-Curie llamó "fosforescencia nuclear". Esto es la emisión de rayos X cuando los neutrones y protones son excitados y vuelven a su estado normal. También descubrió que algunos isómeros no cambian a otros elementos con el decaimiento radiactivo. Esto amplió su uso en aplicaciones médicas. Por esta investigación, Pontecorvo recibió una beca y financiación del Centro Nacional para la Investigación Científica francés.
Segunda Guerra Mundial y proyectos científicos
Salida de Francia
En junio de 1939, Pontecorvo solicitó un visado para Suecia, pero fue rechazado. El 23 de agosto, se anunció un acuerdo importante entre naciones. Al día siguiente, Bruno se unió a un partido político, reafirmando sus ideas. Marianne se reunió con él en París el 6 de septiembre de 1939, poco después del inicio de la Segunda Guerra Mundial en Europa. Se casaron el 9 de enero de 1940.
Cuando los alemanes se acercaron a París en mayo de 1940, decidieron irse. Aunque el Reino Unido ofreció refugio a científicos nucleares franceses, rechazaron a Pontecorvo. Afortunadamente, otro científico, Segrè, le recomendó un puesto en Tulsa, Oklahoma, para un experto en física de neutrones.
El 2 de junio de 1940, Bruno envió a Marianne y a Gil en tren a Toulouse. El 13 de junio, justo antes de la entrada alemana en París, Pontecorvo, su hermano Gillo y otros huyeron en bicicleta. Tardaron diez días en llegar a Toulouse. Luego, Pontecorvo, Marianne, Gil y otros familiares tomaron un tren a Lisboa y, el 9 de agosto, subieron a un barco que los llevó a los Estados Unidos. El 19 de agosto de 1940, llegaron a la Ciudad de Nueva York. Allí, Bruno visitó a Fermi en su nueva casa.
Investigación en Oklahoma
En Tulsa, Pontecorvo empezó a trabajar para Jakov Neufeld y Serge Scherbátskoy, quienes habían fundado una compañía llamada Well Surveys. Su objetivo era aplicar la física nuclear a la búsqueda de minerales. Ya tenían éxito con un dispositivo de rayos gamma. Inspirado en trabajos anteriores, Pontecorvo pensó que los neutrones, al no tener carga eléctrica, podrían detectar diferentes elementos bajo la superficie al inducir radiactividad en las rocas. Con Pontecorvo, tenían al experto que necesitaban.
Pontecorvo creó una fuente de neutrones usando radio y berilio, similar a la que usaban los Chicos de la Vía Panisperna. Usó cera de parafina para frenar los neutrones y midió cómo los diferentes minerales los absorbían. En junio de 1941, tenía un dispositivo que podía distinguir entre diferentes tipos de rocas. Esta técnica fue la primera aplicación práctica del descubrimiento de los neutrones lentos y se usó durante décadas. Registró cuatro patentes relacionadas con sus instrumentos.
A finales de 1941, Pontecorvo tuvo problemas para conseguir los radioisótopos que necesitaba. Sin que él lo supiera, un gran proyecto de investigación estaba acaparando el mercado. En un intento por obtenerlos, se reunió con Fermi y otros científicos en Nueva York en abril de 1942. Aunque no consiguió los suministros, Fermi mostró un gran interés en el trabajo de Well Surveys.
Proyectos de energía atómica
Después de su reunión con Fermi, Pontecorvo recibió una oferta para unirse a un equipo de investigación en el Laboratorio de Montreal, en Canadá. Al principio, hubo preocupaciones porque no era ciudadano británico, pero su buena reputación y la necesidad de científicos talentosos ayudaron a que fuera aceptado. Pontecorvo fue contratado oficialmente el 15 de enero de 1943 y llegó a Montreal con su familia el 7 de febrero de 1943. El equipo de Montreal diseñó un reactor nuclear que usaba agua pesada para frenar los neutrones. En agosto de 1943, se reanudó la cooperación entre Estados Unidos y Gran Bretaña en estos proyectos.
John Cockcroft dirigía el Laboratorio de Montreal en 1944. Por seguridad, decidió construir el reactor en los distantes Laboratorios de Chalk River. El segundo hijo de Pontecorvo nació el 20 de marzo de 1944, y el tercero en julio de 1945. Con el agua pesada de Estados Unidos, el reactor de Chalk River, llamado ZEEP, comenzó a funcionar el 5 de septiembre de 1945. Además de trabajar en el diseño del reactor, Pontecorvo también investigó los rayos cósmicos, el decaimiento de los muones y, especialmente, los neutrinos. Escribió 25 informes sobre el diseño del reactor. También ayudó a buscar depósitos de uranio.
Después del fin de la guerra en agosto de 1945, los físicos eran muy solicitados. Pontecorvo recibió muchas ofertas de universidades estadounidenses. Sin embargo, el 21 de febrero de 1946, aceptó una oferta para trabajar en el Atomic Energy Research (AERE). Se quedó en Chalk River como supervisor del nuevo reactor NRX durante 1947. Estuvo en la sala de control cuando el NRX se puso en marcha la noche del 21 al 22 de julio de 1947. Este reactor era el más potente del mundo en ese momento. Se convirtió en súbdito británico el 7 de febrero de 1948. Finalmente, dejó Chalk River y se fue al Reino Unido el 24 de enero de 1949.
Traslado a la Unión Soviética
En Harwell, Pontecorvo continuó su trabajo en proyectos de diseño de reactores. Como miembro de un comité, estuvo involucrado en la producción y uso de materiales especiales para reactores. En 1949, otro de los Chicos de la Vía Panisperna, Emilio Segrè, comenzó a reclamar patentes relacionadas con el comportamiento de los neutrones lentos. Esto llevó a que se investigaran sus archivos, donde se encontró que algunos de sus hermanos tenían ciertas ideas políticas, y se informó a las autoridades británicas.
En febrero de 1950, un colega de Pontecorvo en Harwell fue arrestado. Esto hizo que la seguridad en el AERE se tomara más en serio, y Pontecorvo fue interrogado. Aunque no se encontró evidencia de que fuera un espía, se recomendó su traslado a un puesto sin acceso a material secreto. Entonces, se le sugirió que solicitara un nuevo puesto de profesor en la Universidad de Liverpool. En junio de 1950, le ofrecieron el puesto.
El 1 de septiembre de 1950, durante unas vacaciones en Italia y sin previo aviso, Pontecorvo tomó un vuelo de Roma a Estocolmo con su esposa y sus tres hijos, sin informar a amigos ni parientes. El 2 de septiembre, con ayuda, entró en la Unión Soviética a través de Finlandia. Su repentina desaparición causó mucha preocupación a los servicios de inteligencia occidentales, especialmente por la posible fuga de información científica. En 1952, se habló en los periódicos sobre el posible papel de Pontecorvo en la transferencia de secretos a Rusia.
En la Unión Soviética, Pontecorvo fue recibido con honores y recibió muchos privilegios. Trabajó hasta su muerte en el Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) en Dubná. Allí se dedicó por completo a estudios teóricos de partículas de alta energía y continuó su investigación sobre neutrinos y el decaimiento de muones. En reconocimiento a su investigación, recibió un premio importante en 1953, se unió a una organización política en 1955 y a la Academia Soviética de Ciencias en 1958, además de recibir varias condecoraciones.
Recibió el Premio Lenin en 1964 por su trabajo sobre la interacción débil. En 1955, apareció en público en una rueda de prensa donde explicó los motivos de su decisión de trabajar en la Unión Soviética. Como resultado, el Reino Unido le retiró su ciudadanía británica el 24 de mayo de 1955. A Pontecorvo no se le permitió salir de la Unión Soviética durante muchos años. Su primer viaje al extranjero fue en 1978, cuando viajó a Italia. Después, hizo viajes frecuentes a Italia y visitas ocasionales a otros países. Francia le negó la entrada en 1982 y 1984, pero finalmente se la autorizó en 1989.
Últimos años y descubrimientos clave
El trabajo científico de Pontecorvo está lleno de ideas brillantes, algunas de las cuales fueron hitos en la física moderna. Muchas de estas ideas involucran al neutrino, una partícula subatómica propuesta por primera vez por Wolfgang Pauli en 1930. Pauli la propuso para explicar la energía que parecía desaparecer durante las desintegraciones beta, sin violar la ley de conservación de la energía. Fermi llamó a esta partícula "neutrino", que en italiano significa "pequeño neutrón". En 1934, Fermi propuso su teoría de la desintegración beta, explicando que los electrones emitidos por el núcleo se creaban por el decaimiento de un neutrón en un protón, un electrón y un neutrino. Al principio se pensó que los neutrinos serían indetectables.
Pero Pontecorvo notó en 1945 que un neutrino que golpea un núcleo de cloro podría transformarlo en argón-37. Este argón-37 emite una señal detectable, lo que permitiría encontrar los neutrinos:
ν + 37Cl → e−
+ 37Ar
Esta idea de Pontecorvo en 1945 inspiró al físico francés Jules Guéron a usar tetracloruro de carbono (CCl4). Este experimento se llevó a cabo en el reactor de Chalk River, pero no tuvo éxito y fue abandonado en 1949. La razón del fallo, desconocida en ese momento, era que los reactores producían antineutrinos en lugar de neutrinos. En el experimento de neutrinos de Cowan-Reines, Frederick Reines y Clyde Cowan detectaron el neutrino en 1955, por lo que recibieron el Premio Nobel de Física.
La idea original de Bruno Pontecorvo fue retomada para buscar neutrinos solares. Se creía que el Sol producía estos neutrinos durante sus reacciones nucleares. Pontecorvo inspiró a Maurice Pryce con esta idea. A finales de la década de 1960, los físicos Ray Davis y John N. Bahcall descubrieron neutrinos solares con el Experimento Homestake. Davis recibió el Premio Nobel de Física en 2002 por esto. Fue el primer experimento exitoso en detectar y contar neutrinos solares. Sin embargo, el número detectado era menor de lo esperado, lo que se llamó el "problema de los neutrinos solares". Por un tiempo, algunos científicos temieron que el Sol se estuviera apagando.
En realidad, Pontecorvo ya había resuelto este problema en 1968. En 1959, comenzó a pensar en experimentos que pudiera realizar. En un informe de 1959, Pontecorvo sugirió que el neutrino electrónico (νe) y el neutrino muónico (νμ) eran diferentes. Este informe introdujo por primera vez la notación de neutrinos que se usa hoy. La predicción de que los neutrinos asociados con electrones y muones eran diferentes se confirmó en 1962. En 1988, Jack Steinberger, Leon M. Lederman y Melvin Schwartz recibieron el Premio Nobel de Física por el descubrimiento del neutrino muónico.
La solución de Pontecorvo al problema de los neutrinos implicaba una idea que había considerado desde 1957: que los neutrinos podían transformarse en otras clases de neutrinos, un fenómeno llamado oscilaciones de neutrinos. En algún punto entre el Sol y la Tierra, los neutrinos electrónicos se transformaban en neutrinos muónicos. Para que esto ocurriera, los neutrinos no podían tener masa cero, lo que significaría que no viajarían a la velocidad de la luz. La existencia de estas oscilaciones fue descubierta por el Experimento Super-Kamiokande en 1998 y confirmada por otros experimentos.
Esta predicción fue reconocida con el Premio Nobel de Física en 2015, otorgado a Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald "por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, que demuestra que estos tienen masa". Pontecorvo también predijo en 1958 que las supernovas producirían grandes explosiones de neutrinos. Pocos científicos estuvieron tan emocionados cuando la supernova SN 1987A fue detectada por detectores de neutrinos.
Pontecorvo falleció en Dubná, Rusia, el 24 de septiembre de 1993, a causa de la enfermedad de Parkinson. Según sus deseos, la mitad de sus cenizas fueron enterradas en Dubná y la otra mitad en el Cementerio Acatólico de Roma. En 1995, en reconocimiento a su trabajo, el prestigioso Premio Pontecorvo fue establecido por el Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) de Dubná. Este premio se concede anualmente a un científico por "las investigaciones más significativas en física elemental de partículas". En 2006, se inauguró una placa conmemorativa en su casa de Moscú.
Véase también
En inglés: Bruno Pontecorvo Facts for Kids
