Max von Laue

PREMIO NOBEL DE FÍSICA 1914

1.   Biografía

Max von Laue, nació en un pequeño pueblo de Koblenz como hijo de Julius von Laue, un oficial de la administración militar alemana, al que le fue otorgado el rango nobiliario en 1913. Debido a la profesión paterna, el joven Max pasó su juventud entre varias ciudades alemanas, Brandenburg, Altona, Possen, Berlín y Estrasburgo. Tras su servicio militar, que comenzó en 1898, estudió Matemáticas, Física y Química en la Universidad de esta última ciudad, pero pronto se trasladó a la Universidad de Göttingen y en 1902 a la Universidad de Berlín, en donde comenzó a trabajar con Max Planck. Un año más tarde, tras obtener su grado de doctor, volvió a Göttingen, pero en 1905 regresó a Berlín como asistente de Planck, quien, a su vez, llegaría a obtener el Premio Nobel de Física en 1918, es decir cuatro años más tarde que von Laue.

Entre 1909 y 1919 pasó por las Universidades de Munich, Zurich, Frankfurt y Würzburg, regresando finalmente a Berlín en donde obtuvo una plaza de profesor.

Fue durante esta última época, en concreto en 1912, cuando Laue conoció en Munich a Paul Peter Ewald, quien entonces estaba acabando su Tesis Doctoral con Arnold Sommerfeld y quien interesó a Laue por sus experimentos sobre interferencias entre radiaciones de gran longitud de onda (prácticamente luz visible) sobre un “modelo cristalino” basado en resonadores y cuando, además, todavía estaba en discusión la naturaleza corpuscular u ondulatoria de las radiaciones. Esta idea es la que finalmente llevó a Laue a imaginar qué pasaría si en lugar de tales grandes longitudes de onda se usaran otras de mucha menor longitud, y directamente sobre los cristales quienes, en teoría, deberían comportarse como redes de interferencia muy pequeñas.

Y así fue como, al hacer incidir un haz de rayos X sobre un cristal de Blenda, Laue obtuvo la confirmación de la naturaleza electromagnética de esa extraña radiación que Röntgen había descubierto años atrás, al mismo tiempo que despertó toda una serie de expectativas inmediatas sobre la naturaleza de los cristales. Por este descubrimiento, Max von Laue recibió el Premio Nobel de Física de 1914.

En 1917 fue subdirector del Instituto de Física de Berlín-Dahlem donde Einstein era el director realizando un intenso trabajo de investigación. Después de la guerra en 1919 fue nombrado profesor de física en la Universidad de Berlín donde permaneció hasta 1943, pero desde 1934 fue consultor de Physikalisch-Technische Reichsanstalt en Berlín-Charlottenburg. Durante la Segunda Guerra Mundial siguió trabajando en ese mismo instituto donde permaneció hasta 1944 cuando Berlín fue bombardeado y por ello fue mudado a Hechingen en Württemberg.

Durante los últimos meses de la guerra en Hechingen escribió la Historia de la Física, que fue traducida a siete idiomas. Tras la II Guerra Mundial fue transportado a Inglaterra con otros varios científicos alemanes y allí permaneció contribuyendo a la Unión Internacional de Cristalografía, hasta que, en 1946 regresó a Alemania como director del Instituto Max Planck y profesor de la Universidad de Göttingen. Se retiró en 1958, siendo director del Instituto de Química-Física Fritz Haber en Berlín, cargo para el que había sido elegido en 1951.

Laue murió en Munich a los 80 años, el 24 de abril de 1960, pocos días después de sufrir un atropello por un motorista, quien dos días antes había obtenido su permiso de conducción.

2.   Investigaciones científicas

Si el descubrimiento de los rayos X de Röntgen fue importante para el desarrollo de la cristalografía, el segundo salto cualitativo fue debido a otro alemán, Max von Laue (1879-1960), quien, al querer demostrar la naturaleza ondulatoria de los rayos X, descubrió el fenómeno de la difracción de rayos X por los cristales.

Desarrolló un método para medir la longitud de onda de los rayos X, utilizando, por primera vez, cristales salinos delgados como retícula de difracción, llegando a demostrar que estos rayos eran de naturaleza análoga a los de la luz, pero no visibles, dado que su longitud de onda es extremadamente corta. Así mismo, trabajó sobre los diagramas (imágenes simétricas) producidos en las placas fotográficas por los rayos X que han sufrido la reflexión o la refracción en un material cristalino. También investigó en el campo de la teoría de la relatividad.
Gracias a sus descubrimientos de la difracción de los rayos X a través de cristales hizo posible un mejor estudio de la estructura de los cristales (método llamado cristalografía de rayos X) y supuso un gran avance del conocimiento científico. De hecho, en la actualidad existen tres métodos para medir la difracción de rayos X: el método de Laue, el método de rotación y el método de polvo. Veamos pues cada uno de ellos.

Método Laue:

Consiste en hacer incidir en un cristal un espectro continuo de rayos X, de tal manera que para cada longitud de onda se cumple la ley de Bragg para diferentes puntos de la red recíproca. Esto posibilita medir todas o casi todas las reflexiones sin cambiar la orientación del cristal. Existen dos variantes del método de Laue: transmisión y reflexión. En el método de Laue por transmisión, el que el cristal se emplaza entre la fuente de rayos X y el detector. En método de reflexión, el detector se encuentra entre la fuente y el cristal, para detectar los haces difractados hacia atrás.

A pesar de ser el método utilizado en los primeros experimentos cristalográficos, el método de Laue se usaba muy poco para la determinación de estructuras debido principalmente a la baja intensidad de la radiación de espectro continua producida por los tubos de rayos X en comparación con la emisión característica monocromática, pero el creciente uso de la radiación sincrotrón ha resultado en una resurgimiento del método. La capacidad de medir todos datos necesarios para la determinación de la estructura en muy corto tiempo lo convierte en el método más apropiado para el estudio de reacciones químicas que tienen lugar en pocos segundos, como catálisis por enzimas y zeolitas y los efectos de perturbaciones causadas por campos eléctricos, cambios de presión y temperatura, etc. en diversos materiales.

Método de rotación de cristal:

Se hace incidir un haz de rayos X monocromáticos sobre un cristal que rota a una velocidad constante alrededor de un eje perpendicular a los rayos X. La rotación del cristal causa que todos los puntos de la red recíproca atraviesen consecutivamente la esfera de Ewald, logrando así medir las reflexiones necesarias. Existen diferentes variantes de este método. En el método de Weissenberg se usa una cámara de forma cilíndrica rodeando al cristal tal que el eje de rotación del cristal coincide con el eje del cilindro. La cámara se traslada a medida que el cristal gira para que las reflexiones estén separadas. En el método de precisión, la cámara es plana, y rota alrededor de un eje paralelo al eje de rotación del cristal. En ambos métodos se usa una pantalla para medir solo una sección bidimensional de la red recíproca en cada imagen. Estos métodos facilitan la determinación de la orientación del cristal y los índices de las reflexiones, pero resultan ineficientes. Los avances en computación de los años 90 posibilitaron un diseño más simple, en el que el detector, generalmente de superficie plana, se mantiene estacionario detrás del cristal. En este caso, se usan programas para hallar automáticamente la orientación y parámetros cristalinos consistentes con el patrón de difracción observado.

El uso de ordenadores para la interpretación de las imágenes obtenidas por este método lo ha transformado en el modo preferido de medición de datos para la mayoría de las aplicaciones.

Método de polvo cristalino:

En el método de polvo cristalino o de Debye-Scherrer, el cristal a analizar es pulverizado de tal manera que forme un conjunto de microcristales en todas las posibles orientaciones de la red recíproca. En este caso, todas las reflexiones se pueden medir en una solo patrón de difracción, consistente en círculos, uno para cada reflexión. Aunque el método de rotación de cristal resulta en valores más exactos de la intensidad de las reflexiones, el método de polvo es a veces la única opción cuando el material a estudiar no forma monocristales de un tamaño suficiente para producir difracción detectable.5

La principal aplicación de este método es la identificación de minerales a partir de las distancias entre los anillos del patrón de difracción y la determinación de las proporciones relativas de dos o más minerales presentes en la muestra a partir de la comparación de la intensidad de las reflexiones correspondientes a cada material.

3. Reconocimientos

–          1914: Premio Nobel de Física

–          1932: Medalla de Max-Planck, entregado por la Deutsche Physikalische Gesellschaft

–          1952: Caballero de la Orden Pour le Mérite

–          1953: Magnífica Cruz con Estrella para Servicios Federales

–          1957: Oficial de la Legión de Honor de Francia

–          1959: Medalla Helmholtz de la Academia de Berlín Este de Ciencias

–          Medalla Landenburg

–          Medalla de oro de la Asociación india en Calcuta

Además, en su honor se bautizó el cráter Laue de la Luna. El 12 de octubre de 1990 se denominó al asteroide (10762) von Laue, siendo descubierto por Freimut Börngen y Lutz D. Schmadel.

4. Las medallas de los Premios Nobel que no pudieron encontrar los nazis

Cuando los nazis tomaron el poder en Alemania muchos valiosos científicos tomaron la decisión de abandonar el país. Entre ellos estaba James Franck, judío que había peleado con distinción en la Primera Guerra Mundial por Alemania, lo cual lo hacía inmune a cualquier clase de persecución acorde a las nuevas leyes raciales promulgadas. Aún así, James Franck decidió dejar Alemania inmediatamente. Temiendo que su medalla de oro del Premio Nobel fuese confiscada se la confió a un amigo, Niels Bohr, en Dinamarca. Max von Laue no era judío, pero era un antinazi declarado. Este entusiasta de la teoría de la relatividad de Einstein, permaneció durante la II Guerra Mundial en Berlín, hasta 1.943, y enseñó la ciencia “judía” de la relatividad durante todo el período nazi. También tenía una inmensa preocupación por su medalla del Premio Nobel y decidió confiar, al igual que Franck, su medalla a Niels. Aparentemente Bohr era un hombre digno de mucha confianza, algo por lo cual pagaría un precio en corto tiempo. Para  desgracia de muchos, los nazis ocuparon a Dinamarca y era ahora Niels Bohr el que estaba en el centro del peligro, era judío de pura cepa y un prominente antinazi.  Niels Bohr ahora tenía en sus manos su propia medalla del Premio Nobel y las otras dos que se le habían confiado. Bohr debatió lo que debería hacer con las tres medallas de oro y consultando con su amigo George von Hevesy, decidieron, en palabras del propio George von Hevesy, resolver la desesperada situación de la siguiente forma:

Me encontré a Bohr en un estado de inmensa preocupación por la medalla de oro de Max von Laue que éste le había enviado a Copenhague para ponerla a salvo. En los territorios ocupados por los nazis era una violación extremadamente seria sacar oro del país y, dado que el nombre de Laue estaba grabado en la medalla, el descubrimiento de ésta por los ocupantes habría tenido consecuencias serias para él. Una idea que le sugerí fue enterrar ambas medallas en algún sitio seguro, pero a Bohr no le gustó esta sugerencia porque la medallas podrían ser descubiertas.

Una solución con la cual él estuvo completamente de acuerdo fue disolver las medallas. Mientras los nazis ocupaban las calles de Copenhague, yo me dediqué con premura a disolver las medallas de Laue y de James Franck. De ese modo se procedió con la disolución, las medallas de oro fueron disueltas completamente con el uso de agua regia. El agua regia es una solución altamente corrosiva, de color amarillo, no es más que la combinación de los ácidos nítricos y clorhídricos en una alta concentración en la proporción de una en tres. Es uno de los pocos reactivos que son capaces de disolver el oro y el platino. Fue llamada de esa forma porque puede disolver aquellos metales llamados en algún momento pretérito  metales nobles o regios.

Completamente convencido en que con el tiempo se ganaría la guerra y que finalmente regresaría a su ciudad y a su instituto a trabajar, Bohr dejó los recipientes que contenían las medallas disueltas en un lugar de muy poca importancia de su laboratorio. Poco después, Bohr huyó a Suecia y más tarde a Inglaterra. Para el asombro de Niels Bohr, cuando regresó en 1945, allí estaban ambos recipientes, milagrosamente habían pasados desapercibidos para los ocupantes. Bohr rápidamente tomó ambos recipientes y la Fundación Nobel tuvo la delicadeza de volver a acuñar las dos medallas conmemorativas con el mismo oro.

5. Max von Laue y la II Guerra Mundial

Durante la guerra, muchos físicos, todos los judíos y otros tantos alemanes, decidieron o fueron obligados a abandonar Alemania, pero también otros tantos físicos decidieron quedarse con la esperanza de preservar la ciencia alemana de tiempos mejores. Max von Laue, por ejemplo, optó por permanecer a pesar de su disgusto por las políticas nazis. De hecho, con el fin de conservar su dignidad, von Laue comenzó a llevar paquetes grandes debajo de cada brazo donde quiera que fuera, de modo que él podría evitar tener que devolver un saludo nazi.

A pesar de no ser judío, von Laue fue, al igual que otros como Hahn, un anti-nazi declarado y que por ello no realizó  ningún trabajo en relación a la física en tiempo de guerra. Muestra de ello son las palabras que transmitió a Einstein en su última visita a Estados Unidos antes de que estallara la guerra: “los odio tanto que tengo que volver a estar cerca de ellos cuando se pierda”; refiriéndose claro está a los seguidores del nazismo.

Johannes Stark, Premio Nobel en 1919 es, junto a Philipp Lenard, también galardonado con este premio en 1905, el representante más claro de la vinculación de la ciencia alemana con el nazismo. Afiliado al partido nazi abanderó, bajo el disfraz de la defensa de la ciencia “empírica” frente a la “dogmática”, la lucha contra lo que definió como física judía – de la que Einstein, Planck y Heisenberg eran, a su juicio, sus representantes más conspicuos-. Sus intentos para convertirse en el Führer de la ciencia alemana encontraron siempre la oposición de Planck, von Laue y del grupo de físicos que les apoyaban. Detenido al finalizar la Guerra fue condenado a cuatro años de prisión y sometido a un proceso de desnazificación.

En una carta de Albert Einstein, se puede apreciar la admiración que éste sentía por Laue, admiración por otro lado recíproca. Citando un fragmento de la carta: Me agrada ver que […] tu antiguo amor por la bestia rubia se ha enfriado un poco […]. Espero que no regreses a Alemania. No es ninguna bicoca trabajar para un grupo intelectual formado por hombres que se quedan de brazos cruzados ante delincuentes comunes y que incluso, hasta cierto punto, simpatizan con esos delincuentes. No pueden desilusionarme, porque nunca sentí ningún respeto, compasión o simpatía por ellos, aparte de unas pocas personalidades excelentes (Planck 60% noble, y Laue 100%).

Son por tanto numerosos los hechos y citas que hacen constar la repugna que Max von Value sentía por el régimen Nazi y su no colaboración con el mismo.

6. Dos atardeceres en Farm Hall

Heisenberg y otros científicos alemanes como Max von Laue siempre afirmaron que por razones morales no intentaron construir una bomba atómica y que las circunstancias no se dieron para hacerlo. Estas declaraciones fueron amargamente denunciadas por científicos que participaron en el Proyecto Manhattan, aduciendo que Heisenberg había errado en su cálculo de la cantidad necesaria de Uranio-235 y de la masa crítica para sostener la reacción.

Acabada la II Guerra Mundial, como parte de la Operación Epsilon, los aliados encerraron en la granja de Farm Hall, cerca de Cambridge, a diez científicos alemanes muy distinguidos, entre los que estaban Otto Hahn, Max von Laue, Carl Friedrich von Weizsäcker, Kurt Diebner y Werner Heisenberg. Allí, a las seis de la tarde del día 6 de agosto de 1945 los prisioneros se enteraron por la BBC del genocidio de Hiroshima y, a la semana siguiente, los micrófonos ocultos de la granja pudieron seguir una charla-conferencia de Werner Heisenberg a sus compañeros en la que presentó todos los detalles técnicos de la bomba que acababa de borrar del mapa a la ciudad japonesa, incluyendo un cálculo exacto de la masa crítica de U-235, precisamente lo que los científicos del proyecto Manhattan aducían como la razón por la cual los alemanes no habían construido la bomba (y que, después se vio, ellos mismos no fueron capaces de estimar con tanta precisión).

El hecho de que Heisenberg pudiera hacer estos cálculos en menos de dos días demostraba de manera terminante los argumentos de los físicos aliados, y demostrando a la vez que un mundo de esperanza era y es todavía posible, pues al menos algunas de las  celebridades científicas germanas como Heisenberg habían rehusado poner en manos de los políticos y militares del III Reich un arma tan mortífera, a pesar de que sus colegas del campo aliado no compartieran en absoluto su digna y valiente actitud. La charla dramatizada “Dos atardeceres en Farm Hall” escenifica aquellos acontecimientos y enfatiza el contraste de los físicos de uno y otro lado ante el fenómeno nuclear.

7. Opinión personal

Algunas de las personalidades científicas que permanecieron en Alemania durante el periodo nazi volcaron sus energías en la protección de su autonomía frente a las intromisiones políticas. Entre estas personalidades se encontraba Max von Value, frente a los ataques que, bajo la bandera de “Física alemana contra Física judía”, fueron lanzados por Lenard y Stark contra la preeminencia de la vertiente teórica en el aparato rector de la Física alemana.

Personalmente, al margen del terreno de la física, y centrándonos más en el posicionamiento que mantuvo van Laue durante la II Guerra Mundial, opino que cualquier tipo de oposición al nazismo que se hiciera en aquellos tiempos es digno de admirar y más aún si no eras judío, (el cual, como todos sabemos, era incansablemente perseguido por el bando nazi por el mero hecho de serlo), sino un reputado científico alemán que podría haber tenido las puertas abiertas de puestos en instituciones académicas y de investigación como consecuencia de las vacantes producidas por la expulsión de los científicos judíos mediante la Ley de Restauración del Servicio Civil.

Creo que la actitud de von Laue tuvo en aquella época. Desde dentro, hizo mucho para que los científicos judíos o perseguidos por los nazis pudiesen tener buenos puestos cuando huían de Alemania. Además defendió la Relatividad cuando los científicos nazis intentaban crear una “cosmología aria”. Einstein, que nunca volvió a Alemania tras la guerra, respondía así cuando algún alemán de visita en Princeton le decía si quería mandar un mensaje a alguien en Alemania: “saludos para von Laue”.

El mismo Einstein recordaba que  el valor de un acto reside no en los motivos que hay detrás de él sino en las consecuencias que éste genera. De haber tenido la humanidad esto en cuenta, nunca habría estallado, ni tan si quiera se habría llegado a construir, la bomba de Hiroshima ni muchas otras atrocidades se habrían producido. El hecho de no haber querido formar parte de tamaña barbarie como ya mencioné en el punto 6, también es sin duda digno de elogio.

En cuanto al campo de la física, poco que decir de un genio ganador del más prestigioso premio que en este campo se concede, digno de una generación brillante y seguramente irrepetible.

8. Biografía

http://en.wikipedia.org/wiki/Max_von_Laue

http://www.biocosmedellin.es/farm_hall.htm

http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_11.html

http://www.csic.es/web/guest/instituto-max-von-laue-paul-langevin

http://www.exordio.com/1939-1945/personajes/laue.html


Una respuesta a Max von Laue

  1. juanvillaluenga dice:

    Muy buen trabajo David. Enhorabuena!!!

    Has trabajado tanto la parte de biografía como la parte de discusión personal.

    Los profes de CICO.

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