Físicos del laboratorio estudiaron una vez la ciencia que les embrujaba
Por Danny Alcázar, archivero del Centro de Investigación de Seguridad Nacional
Aunque Frederick Reines (en la foto, abajo) destacaba académicamente en literatura e historia y le apasionaba la música y el canto, un profesor vio su potencial en la ciencia.
Ese profesor ofreció a Reines ánimos – y una llave del laboratorio de ciencias para que pudiera trabajar cuando quisiera. Las notas de Reines en ciencias empezaron a mejorar constantemente en el instituto y su respuesta a la pregunta del anuario sobre su principal ambición fue: «Ser un físico extraordinario».
Años más tarde, cuando Reines contempló por primera vez un experimento para detectar el neutrino en 1951, esta partícula era todavía un poltergeist -lo que significa que era un fantasma fugaz pero inquietante en el mundo de la realidad física, según el informe del Laboratorio «The Reines-Cowan Experiments: Detectando el Poltergeist». Las propiedades del neutrino se habían deducido, pero sólo teóricamente: alguien tenía que demostrar aún su realidad.
Casi 45 años después, Reines recibió el Premio Nobel de Física de 1995 por detectar las llamadas partículas fantasma de las reacciones nucleares y ampliar así la comprensión de los científicos sobre los fundamentos de la física.
Edad del Proyecto Manhattan
Reines se incorporó al entonces secreto laboratorio de Los Álamos en 1944 para ayudar a crear las primeras bombas atómicas del mundo. Trabajó a las órdenes de los famosos físicos Richard Feynman y Hans Bethe.
En 1947, Reines pensó por primera vez en buscar pruebas de los neutrinos (una partícula subatómica sin carga eléctrica y con una masa muy pequeña), lo que le llevó a pedir una residencia sabática. Décadas más tarde, recordaba: «En 1951, tras las pruebas en el atolón de Eniwetok, en el Pacífico, decidí que realmente me gustaría hacer algo de física fundamental. … Me trasladé a una oficina totalmente vacía, y me quedé mirando un bloc de notas en blanco durante varios meses en busca de una cuestión significativa que mereciera el trabajo de toda una vida. Pasaron los meses y todo lo que pude sacar del subconsciente fue la posible utilidad de una bomba para la detección directa de neutrinos»
Viendo fantasmas (partículas)
Reines estaba en una búsqueda para probar que el neutrino realmente existía. Inspirándose en experiencias pasadas con explosivos, decidió intentar observar el escurridizo neutrino y convenció a su colega de Los Álamos, Clyde Cowan, para que fuera su colaborador.
Sabiendo que las explosiones atómicas emiten muchos neutrones que luego se desintegran, primero consideraron utilizar una bomba nuclear. Una explosión atómica proporcionaría una excelente fuente de neutrinos y la posibilidad de que la «partícula fantasma» se hiciera visible. Para ello había que construir un detector sensible y colocarlo cerca de una bomba atómica. Pero, ¿cómo se podía construir un detector que se colocara a 100 metros de «la explosión más violenta hecha por el hombre» y que sobreviviera?
Después de muchos experimentos, Reines y Cowan decidieron utilizar el reactor nuclear de Hanford, Washington. Esto les daría el control de la energía nuclear y permitiría que el experimento fuera repetible. Allí, tendrían la capacidad de realizar cambios en los núcleos atómicos que producirían un número colosal de neutrinos. Reines y Cowan pudieron entonces detectar los neutrinos emitidos por el reactor registrando sus interacciones con protones en un centelleador líquido.
Proyecto Poltergeist
En 1953, Reines y Cowan construyeron un pequeño prototipo de detector llamado Herr Auge (en alemán, Sr. Ojo) como parte del Proyecto Poltergeist -llamado así por la naturaleza fantasmal del neutrino. Este fue el primer desarrollo experimental importante que produjo resultados estadísticamente significativos.
Al principio de sus experimentos, estaban seguros de haber observado un neutrino libre, pero en 1955, Reines y Cowan trasladaron sus operaciones a la planta de Savannah River, que contaba con cinco reactores de fisión.
Reines y Cowan se enfrentaron a un reto colosal: capturar la «más antisocial de las partículas». En el verano de 1956, lo consiguieron.
Premio Nobel de Física
No mucho después de su descubrimiento, Cowan dejó el Laboratorio de Los Álamos, seguido por Reines, ambos para dedicarse a la enseñanza.
No fue hasta 1995 cuando Reines recibió el Premio Nobel de Física por su trabajo experimental y el de Cowan en la detección del primer neutrino, llamado antineutrino de electrón. Cowan, sin embargo, no compartió el premio porque no se concede a título póstumo (Cowan murió en 1974).
El Premio Nobel de Reines está actualmente expuesto en la Casa Bethe del Museo Histórico de Los Álamos, en Bathtub Row, en el centro de Los Álamos.
Una réplica oficial del prestigioso premio es un préstamo del Museo Bradbury del Laboratorio y está expuesta en el Centro de Investigación de Seguridad Nacional (NSRC), que es la biblioteca clasificada del Laboratorio. Las réplicas oficiales tienen un aspecto idéntico a las originales y están hechas por los mismos artesanos, pero son de bronce con acabado dorado en lugar de oro macizo.