Héroes del progreso, Parte 35: Enrico Fermi

Hoy presentamos la edición No. 35 de una serie de artículos publicados por HumanProgress.org titulada Héroes del Progreso. Esta columna provee una introducción breve los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad. Puede encontrar la parte número 34 de esta serie aquí.

Esta semana, nuestro héroe Enrico Fermi, el físico italiano-estadounidense que creó el primer reactor nuclear. Aunque es controversial entre muchos, la energía nuclear sigue siendo la principal fuente de energía sin emisiones de dióxido de carbono que, según estiman los científicos de NASA, salvó a millones de personas de muertes relacionadas a la contaminación del aire. Hoy, 26 por ciento de la electricidad en la Unión Europea y 20 por ciento de la electricidad en EE.UU. es energía nuclear. Esos números probablemente aumentaran durante las próximas décadas. 

Enrico Fermi nació el 29 de septiembre de 1901, en Roma, Italia. Su padre era director de una división en el Ministerio de Vías Férreas y su mamá trabajó como una profesora de escuela primaria. Incluso desde una edad temprana, Fermi demostró un interés clave en ciencias y muchas veces podía se encontrado construyendo aparatos científicos, como giroscopios y motores eléctricos. Fermi fue bautizado como un Católico Romano, pero siguió siendo agnóstico el resto de su vida.

En 1918, Fermi se graduó de secundaria y ganó una beca para asistir a la prestigiosa Scuola Normale Superiore di Pisa in Italy. Fermi inicialmente escogió estudiar matemáticas, pero pronto se cambió a física, enfocándose en la mecánica cuántica y la física atómica. La facultad estaba tan impresionada con el intelecto de Fermi que pronto lo pusieron en el programa doctoral. Su consejero académico Luigi Puccianti solía decir que Fermi era tan brillante que “había poco [que él] Puccianti podía enseñarle”.

Fermi recibió un doctorado en física en 1922, cuando tenía tan solo 20 años. En 1923, Fermi recibió una beca del gobierno italiano, que le permitió pasar varios meses estudiando con el reconocido físico Max Born en la Universidad de Gottingen. Fermi también recibió una beca de la Fundación Rockefeller para estudiar en la Universidad de Leyden. Volvió a Italia a fines de 1924.

En Italia, Fermi fue designado como profesor de Matemáticas Física y Mecánica en la Universidad de Florencia —un puesto que mantendría durante dos años. En 1927, fue electo Profesor de Física Teórica en la Universidad de Roma. En marzo de 1929, Fermi fue nombrado miembro de la Academia Real de Italia por Benito Mussolini.

En las primeras etapas de su carrera, Fermi principalmente se enfocó en problemas electro-dinámicos e investigaciones teóricas acerca de fenómenos espectroscópicos (esto es, la interacción entre la materia y la radiación electromagnética). En 1934, Fermi empezó a estudiar el átomo. Demostró que la transformación podía darse en casi cada elemento sujeto al bombardeo de neutrón. Cuando dividió el átomo del uranio, Fermi descubrió que el experimento conducía a la desaceleración de los elementos nuevos más allá de las tablas periódicas conocidas en ese entonces.

En 1938, Fermi recibió el Premio Nobel en Física “por su trabajo con la radioactividad artificial producida por neutrones, y por su las reacciones nucleares producidas por los neutrones lentos”. En esa época, Italia recién había aprobado las leyes anti-semitas que amenazaban a la esposa judía de Fermi, Laura, y que dejó a muchos de sus asistentes en el desempleo. Cuando Ferni y Laura viajaron a Estocolmo para la ceremonia del Premio Nobel, la pareja decidió no volver a Italia. En cambio, eligieron viajar con sus dos hijos a EE.UU.

Fermi recibió la oferta de varias posiciones alrededor de EE.UU. y aceptó una cátedra de física en Columbia University en Nueva York. Mientras estaba en Columbia, Fermi encontró que cuando los neutrones de uranio eran emitidos hacia otra tanda de uranio de fisión, estos dividirían los átomos de uranio y desataban una reacción en cadena, liberando así una cantidad tremenda de energía. Fermi trabajó sin cesar en búsqueda de la idea de la energía nuclear y, luego de mudarse a la Universidad de Chicago en 1942, logró exitosamente construir el primer reactor nuclear artificial, llamado “Chicago Pile-1”.

Construido en una cancha de squash ubicada debajo del campo de fútbol americano de la Universidad de Chicago, el Chicago Pile-1 tenía casi 25 pies de diámetro. Contenía 380 toneladas de bloques de grafito, casi seis toneladas de metal de uranio y 40 toneladas de óxido de uranio —todo distribuido dentro de un patrón cuidadosamente diseñado. La construcción del reactor terminó el 1 de diciembre de 1942. 

Al día siguiente el reactor llegó a un estado en el cual la reacción en cadena de la fisión nuclear se volvió auto-sostenible. El experimento fue la primera reacción en cadena controlada. El Chicago Pile-1 rápidamente se convirtió en el prototipo de muchos otros reactores nucleares más grandes que fueron construidos alrededor de EE.UU.

En 1944, Fermi se mudó a Los Alamos y empezó a trabajar como un director asociado del Proyecto Manhattan, el cual se enfocaba en el desarrollo de una bomba atómica. Ese mismo año, Fermi y su esposa e hijos se convirtieron en ciudadanos estadounidenses. Luego de que terminara la guerra, Fermi aceptó dar clases en la Universidad de Chicago y también fue seleccionado para el Comité Asesor General de EE.UU. para la Comisión de Energía Atómica. 

Durante el resto de su vida, el trabajo de Fermi se enfocó en la física de alta energía. También lideró investigaciones acerca del origen de los rayos cósmicos. En 1954, Fermi fue diagnosticado con un cáncer del estómago incurable. Murió el 28 de noviembre de 1954 en su casa en Chicago.

Muchos premios, instituciones y conceptos han sido nombrados en honor a Fermi, incluyendo el Fermilab en Illinois, el Premio Enrico Fermi otorgado por el Departamento de Energía de EE.UU., y el Telescopio Espacial Fermi Gamma-Ray. Fermi también es uno de los 16 científicos que tienen un elemento nombrado en su honor. Se llama fermium (Fm). 

La fisión nuclear es uno de los descubrimientos más importantes en la historia humana. Los reactores nucleares han provisto a la humanidad con energía limpia, confiable y relativamente segura y limpia por cerca de casi ocho décadas. Los accidentes han sido raros y, con la excepción de Chernobyl, manejables en términos de su impacto negativo sobre los humanos y el ambiente.

Hoy, la energía nuclear sigue siendo la única fuente confiable de energía que emite cero dióxido de carbono a la atmósfera y que puede ser producida a gran escala para satisfacer las crecientes necesidades de la civilización humana. El poder nuclear ha mejorado cientos de millones de vidas y es probable que continúe haciéndolo durante las próximas décadas. Por estas razones, Enrico Fermi es nuestro Héroe del Progreso No. 35.