El texto de Premios Nobel – Física 1904 (Lord Rayleigh) , por Pedro Gómez-Esteban, salvo donde se mencione explícitamente, está publicado bajo Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 2.5 Spain License.
Como sabéis los habituales, en la serie Premios Nobel recorremos estos galardones, en las categorías de Física y de Química, a lo largo de la historia desde su inicio en 1901. De este modo, por un lado, avanzamos en ambas ciencias como lo hizo la comunidad científica a lo largo del siglo XX (y luego del XXI), y por otro aprovechamos la ocasión para complementar la descripción histórica de cada descubrimiento con otra de visión algo más moderna y divulgativa acerca del asunto de que se trate.
El caso de 1904 es especial por dos razones. En primer lugar, porque los premios de Física y Química, en cierto sentido, se solapan. Fueron otorgados a dos científicos que colaboraron juntos en asuntos en los que la separación entre ambas ciencias es muy difusa. De ahí que no sea demasiado importante a cuál de los dos se le dió cuál Premio y, de hecho, la sensación general que me deja 1904 es precisamente la continuación de este “desdibujar de líneas” entre las ciencias a nivel microscópico de la que hemos hablado repetidamente en entradas anteriores de la serie, puesto que se trata del período de auge de la Química física y la conexión entre el mundo macroscópico y el microscópico.
John William Strutt, Lord Rayleigh (1842-1919).
La segunda razón por la que 1904 es especial, en el caso del Premio Nobel de Física, es que ya hemos hablado tanto del descubrimiento como del modo en el que se realizó, de modo que este artículo será muy corto (a cambio, trataré de publicar el de Química más pronto que de costumbre), y tratará fundamentalmente de complementar la información que ya hemos dado en El Tamiz con la “adicional” que solemos dar en esta serie, particularmente el discurso de presentación de 1904, como siempre anticuado, anacrónico, pedante… delicioso. La descripción del descubrimiento, como digo, está en el artículo del argón.
El Premio Nobel de Física de 1904 fue otorgado a John William Strutt, Lord Rayleigh, en palabras de la Real Academia Sueca de las Ciencias,
Por sus investigaciones sobre las densidades de los gases más importantes y su descubrimiento del argón en conexión con estos estudios.
Sí, ya lo ves: si eres un tamicero añejo, ya conoces al buen Strutt y cómo descubrió la presencia del argón en la atmósfera terrestre. Si algún día publicamos esta serie en forma de libro, este capítulo se alimentará, por tanto, de la serie Conoce tus elementos, con la información de aquel artículo combinada con las adiciones de éste. Si no has leído la entrada sobre el argón, o no la recuerdas, te recomiendo que lo hagas, ya que el resto de ésta supone que conoces el descubrimiento y el papel de Lord Rayleigh en él.
Dos titanes: Lord Rayleigh y Lord Kelvin.
Es cierto que se trata de un premio menos glamouroso que el último del que hablamos en la serie, el de las radiaciones alfa, beta y gamma, pero tanto el Premio como Rayleigh ponen de manifiesto algo que es esencial para el progreso científico: el ingenio y, más aún, la meticulosidad en la experimentación.
Lord Rayleigh en su laboratorio.
Rayleigh era, indudablemente, un tipo brillante y polifacético. A lo largo de su vida realizó investigaciones y avances en múltiples ramas de la Física: viscosidad, óptica, hidrodinámica, capilaridad, elasticidad, sonido, electrodinámica, física del aire, teoría ondulatoria, etc. Era además un buen profesor, escribía estupendamente bien… pero algo menos visible y a veces pasado por alto era su mayor virtud, al menos en lo que al avance científico respecta.
Strutt era un experimentador minuciosísimo; su Nobel, y el hecho de que hoy conozcamos el objeto de su descubrimiento, se debe fundamentalmente a este hecho, ya que es la medición extremadamente cuidadosa de la densidad de los gases atmosféricos la que desencadenó la chispa de su descubrimiento. Y, a partir de esa medición, la capacidad del físico experimental para diseñar experimentos que extraigan conclusiones acerca de ella. Algo muy parecido diremos, dentro de unos días, de Ramsay, el colega de Rayleigh que recibió el Premio Nobel de Química de este mismo año.
De modo que celebremos juntos la grandeza del logro de Strutt, y el espíritu inquisitivo de científicos como él, que no se quedan contentos cuando las cosas no encajan perfectamente, aunque sea por un 0,5% de diferencia; que diseñan experimentos para escudriñar las razones de esas diferencias, y que terminan viendo cosas que otros antes de ellos no vieron, como las toneladas y toneladas de argón que nos rodea y de las que, hasta Lord Rayleigh, habíamos sido del todo ignorantes.
Imagina por tanto, en Estocolmo, la sala llena a rebosar, y la voz de J. E. Cederblom, Presidente de la Real Academia Sueca de las Ciencias, que se dirige al público diciendo:
Su Majestad, Sus Altezas Reales, damas y caballeros.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha decidido otorgar el Premio Nobel de Física del presente año a Lord Rayleigh, catedrático en la Royal Institution de Londres, por sus investigaciones sobre las densidades de los gases más importantes, y por su descubrimiento del argón, uno de los resultados de esas investigaciones.
De entre los problemas de la ciencia físico-química que han despertado especialmente el interés de los científicos, la naturaleza y composición del aire atmosférico siempre ha tenido una posición prominente. Durante siglos, este problema ha sido el objeto de agudas disquisiciones e investigaciones experimentales detalladas, con lo que su historia nos proporciona una imagen muy nítida del desarrollo de esas ciencias en su conjunto, estrechamente relacionado, como está, con el progreso realizado en los distintos campos de la Física y la Química. La causa de la falta de avances, que en épocas anteriores se debía no sólo a ideas incorrectas firmemente establecidas, sino también por una falta de trabajo experimental, es evidente, y explica el hecho de que durante el siglo XVII no llegaron a la solución del problema científicos de la talla de Boyle, Mayow y Hales; sólo se llegó a la solución un siglo más tarde, tras los descubrimientos de Priestley, Black, Cavendish y, sobre todo, Lavoisier, de un modo que no sólo entonces, sino hasta hace muy poco, se consideraba finalizado.
En estas circunstancias es natural que el descubrimiento de un nuevo componente del aire, uno que existe en una cantidad considerable de alrededor del uno por ciento, haya despertado un asombro grande y justificado. ¿Cómo es posible, se preguntaba la gente, que ante tantos avances en los métodos físicos y químicos de observación de la actvualidad, este gas haya permanecido tanto tiempo sin ser observado? La respuesta a esta pregunta no sólo está en la extraña indiferencia a las investigaciones químicas que caracteriza a esta época1, sino también al hecho de que las investigaciones de las propiedades físicas de los gases atmosféricos no habían alcanzao antes el elevado grado de precisión que ha logrado posteriormente Lord Rayleigh.
Esto es especialmente cierto en el caso de la determinación de las densidades. Se ha mostrado que el nitrógeno aislado a partir del aire es invariablemente más pesado que el producido desde sus compuestos químicos. Puesto que la diferencia es de al menos un 0,5%, no hay duda de la existencia de esta diferencia, puesto que la precisión del aparato de medida era tal que el posible error era de una cincuentava parte de ese valor. Puesto que entre estos dos tipos de nitrógeno –por un lado el atmosférico, por otro el obtenido de compuestos químicos– hay una diferencia definida de densidad, la pregunta surgió: ¿cuál podría ser la causa de este peculiar estado de cosas? Se examinaron todas las posibles circunstancias de la investigación que podrían haber tenido alguna influencia a este respecto, pero se llegó a la conclusión de que esa influencia no es suficiente para explicar la diferencia observada, de modo que, en opinión de Lord Rayleigh, sólo había una posibilidad, a saber, que el nitrógeno atmosférico no era un elemento simple, sino una combinación de nitrógeno puro y algún otro elemento más pesado y hasta entonces desconocido.
De ser así, debería ser posible aislar este gas de alguna manera u otra. Los métodos –físicos y químicos– para lograrlo se conocían bien en principio, pero el problema no era sólo obtener el nuevo gas en la forma más pura posible, sino también en cantidad suficiente para realizar una investigación detallada de sus propiedades esenciales. Estas pruebas tediosas y complejas han sido realizadas de forma conjunta por Lord Rayleigh y Sir William Ramsay, y han resultado no sólo en la prueba fehaciente de que el nuevo gas está presente de forma en el aire, sino que además han logrado establecer un conocimiento profundo de sus características químicas y físicas.
El tiempo del que dispongo no me permite dar una cuenta detallada de estas cuestiones, a pesar de que son indudablemente importantes e interesantes, pero me permito llamar su atención al hecho de que, además de la gran importancia del descubrimiento de un nuevo elemento, éste es de especial interés debido a las investigaciones puramente físicas en las que se basa, investigaciones que –no sólo sobre el nitrógeno sino sobre otros gases importantes– se caracterizan por una delicadeza y una precisión que no se encuentra a menudo en la historia de la Física. Teniendo en cuenta, además, que el descubrimiento del argón es una de las causas de los brillantes descubrimientos por parte de Sir William Ramsay del helio y otros llamados “gases nobles” que se produjeron poco después, podemos aseverar sin duda que el trabajo de Lord Rayleigh es de un carácter tan fundamental que la entrega del Premio Nobel de Física a este científico debe ser recibida con satisfacción sincera y completamente justificada, más aún puesto que esta parte de su trabajo es sólo un eslabón en una larga cadena de investigaciones notables con las que, desde diversos puntos de vista, ha enriquecido las Ciencias Físicas, y que son de tal naturaleza que le aseguran una posición prominente en su historia por todos los tiempos.
Además del discurso de presentación del Premio que acabas de leer, si te manejas en la lengua de Shakespeare yo me leería también el discurso del propio Rayleigh al recibir el premio, porque es igualmente fascinante si te gustan este tipo de cosas como a mí (y, si no te gustaran, no acabarías de tragarte lo que acabas de leer, ¿verdad?).
Dentro de unos días, el Premio Nobel de Química de 1904, otorgado al amigo y colaborador de Strutt, Sir William Ramsay.
Para saber más:
- Lord Rayleigh (es) / Lord Rayleigh (ing)
- Lord Rayleigh’s biography
- Página oficial del Premio Nobel de Física de 1904
- Es curioso que Cederblom diga esto ante los tremendos avances en química de la época; sospecho que se refiere a las décadas anteriores, pero no lo sé. [↩]
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