Marie Curie – Avances en la investigación (1897-1904)

Los rayos X y los rayos de uranio

LA ELECCIÓN DE UNA TESIS POR PARTE DE Marie Curie estuvo influida por dos descubrimientos recientes de otros científicos. En diciembre de 1895, unos seis meses después de que los Curie se casaran, el físico alemán Wilhelm Roentgen descubrió un tipo de rayo que podía atravesar la madera sólida o la carne y producir fotografías de los huesos de personas vivas. Roentgen bautizó estos misteriosos rayos como rayos X, con la X de desconocido. En reconocimiento a su descubrimiento, Roentgen se convirtió en 1901 en el primer premio Nobel de física.

Una de las primeras fotografías de rayos X de Roentgen: la mano de un colega (nótese el anillo de boda). La revelación de los rayos X fascinó al público y desconcertó profundamente a los científicos

Henri Becquerel, descubridor de la radiación del uranio. Aunque trató de ayudar a los Curie a resolver sus problemas financieros y a avanzar en sus carreras, la relación terminó por agriarse, como ocurre a veces con los científicos susceptibles de compartir el mérito de los descubrimientos.

A principios de 1896, sólo unos meses después del descubrimiento de Roentgen, el físico francés Henri Becquerel informó a la Academia Francesa de Ciencias de que los compuestos de uranio, incluso si se mantenían en la oscuridad, emitían rayos que empañaban una placa fotográfica. Este descubrimiento se produjo de forma accidental. A pesar del intrigante hallazgo de Becquerel, la comunidad científica siguió centrando su atención en los rayos X de Roentgen, descuidando los mucho más débiles rayos de Becquerel o rayos de uranio.
Los RAYOS DE URANIO IGNORADOS atrajeron a Marie Curie. Como no tendría que leer una larga bibliografía de trabajos publicados, podría comenzar inmediatamente el trabajo experimental con ellos. El director de la Escuela Municipal de Física y Química Industrial de París, donde Pierre era profesor de física, le permitió utilizar como laboratorio un almacén abarrotado y húmedo.

Una técnica inteligente fue la clave de su éxito. Unos 15 años antes, Pierre y su hermano mayor, Jacques, habían inventado un nuevo tipo de electrómetro, un dispositivo para medir corrientes eléctricas extremadamente bajas. Marie puso ahora el electrómetro Curie al servicio de la medición de las débiles corrientes que pueden pasar por el aire bombardeado con rayos de uranio. El aire húmedo del almacén tendía a disipar la carga eléctrica, pero consiguió realizar mediciones reproducibles.

En lugar de hacer actuar estos cuerpos sobre las placas fotográficas, prefería determinar la intensidad de su radiación midiendo la conductividad del aire expuesto a la acción de los rayos.

Este aparato de medición eléctrica precisa, inventado por Pierre Curie y su hermano Jacques, fue esencial para el trabajo de Marie. (Foto ACJC)

Se puede salir de este sitio a una exposición sobre el descubrimiento del electrón

Con numerosos experimentos Marie confirmó las observaciones de Becquerel de que los efectos eléctricos de los rayos de uranio son constantes, independientemente de si el uranio era sólido o pulverizado, puro o en un compuesto, húmedo o seco, o si estaba expuesto a la luz o al calor. Asimismo, su estudio de los rayos emitidos por diferentes compuestos de uranio validó la conclusión de Becquerel de que los minerales con mayor proporción de uranio emitían los rayos más intensos. Sin embargo, fue más allá del trabajo de Becquerel al formular una hipótesis crucial: la emisión de rayos por parte de los compuestos de uranio podría ser una propiedad atómica del elemento uranio, algo incorporado a la propia estructura de sus átomos.

La SIMPLE HIPÓTESIS DE ARIE resultaría revolucionaria. En última instancia, contribuiría a un cambio fundamental en la comprensión científica. En aquella época, los científicos consideraban que el átomo -palabra que significa indiviso o indivisible- era la partícula más elemental. El descubrimiento del electrón por parte de otros científicos en esa misma época fue un indicio de que esta antigua idea era falsa. Pero nadie comprendía la compleja estructura interna ni la inmensa energía almacenada en los átomos. Los propios Marie y Pierre Curie no estaban convencidos de que la energía radiactiva procediera del interior de los átomos: ¿quizás, por ejemplo, la Tierra estaba bañada por rayos cósmicos, cuya energía algunos átomos captaban e irradiaban de algún modo? El verdadero logro de Marie fue atravesar las complicadas y oscuras observaciones con un análisis cristalino del conjunto de conclusiones que, aunque inesperadas, eran lógicamente posibles.

Marie probó todos los elementos conocidos para determinar si otros elementos o minerales harían que el aire condujera mejor la electricidad, o si sólo el uranio podía hacerlo. En esta tarea contó con la ayuda de varios químicos que donaron diversas muestras de minerales, incluidos algunos que contenían elementos muy raros. En abril de 1898 sus investigaciones revelaron que los compuestos de torio, al igual que los de uranio, emiten rayos Becquerel. De nuevo, la emisión parecía ser una propiedad atómica. Para describir el comportamiento del uranio y del torio inventó la palabra radiactividad, basada en la palabra latina para rayo.

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