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El Siglo XX

Durante el siglo XX los avances científicos y técnicos han cambiado radicalmente la vida cotidiana de las personas. La ciencia, sobre todo la Física, tuvo un avance espectacular a comienzos de siglo con las teorías de la mecánica cuántica. A partir de la segunda guerra mundial, y aún antes, la aplicación práctica de esas teorías a las máquinas y a las tareas, tradicionales o nuevas, han cambiado radicalmente la vida cotidiana de la gente. Esta aplicación tecnológica ha proporcionado confort, en el hogar, el trabajo y los lugares públicos, facilitando tiempo de ocio para dedicarlo a otras cosas. La revolución científica que permite todos estos avances tecnológicos es la mecánica cuántica, el estudio de la luz y la energía, la discusión entre si los elementos subatómicos son ondas o partículas, o ambas cosas a la vez. Pero la cara de la vida cotidiana de las personas empieza a cambiar mucho antes, cuando la industria comienza a fabricar masivamente bienes de consumo, el nivel de renta se eleva en los países desarrollados y la gente puede acceder a estos bienes; gracias a la creación de un mercado nacional e internacional, que permite abaratar los precios de las cosas por el descenso de los costes de los fletes de transporte. Quienes han vivido el siglo coincide en afirmar que el invento más transcendente, el más sorprendente, ha sido la electricidad, la luz. Y es que no sólo es con electricidad como funcionan todos los aparatos modernos, sino que la posibilidad de tener luz, suficiente y barata, durante la noche permite alargar el día a voluntad.

Fotografía de Lista de inventos y descubrimientos del mundoLa primera lavadora eléctrica apareció en 1901, gracias a Alva Fisher, aplicando un motor hizo girar un tambor incluyendo agua y jabones. El uso de la lavadora se popularizó cuando la electricidad se convirtió en un servicio de uso común. Algunos modelos actuales dejan la ropa lavada y seca poseen programadores de tiempo y sensores que controlan la velocidad y temperatura el consumo. También en 1901 se produjo una aspiradora que necesitaba a dos personas para funcionar: una movía un fuelle para hacer el vacío para absorber el polvo y otra movia el aparato por el suelo. En 1908 William Hoover diseñó las primeras aspiradoras eléctricas que, en un principio, fueron usadas sólo en las industrias. Años después, llegarian a las casas.

Aspiradora


El tractor significó para el campo el ingreso a la era moderna. Con el uso de ésta máquina se consiguio hacer posible, en pocas tiempo, el trabajo de varios días. En 1907 Henry Ford empezó a fabricar tractores en serie con piezas de automoviles, a los que llamo Fordsons, tuvieron gran éxito y fueron exportados a Europa después de la Segunda Guerra Mundial. El funcionamiento de la cremallera aunque nos parezca algo muy sencillo, no lo fue al principio, las primeras producciones de cierres estaban muy alejadas de lo que son ahora. En 1912 Gideon Sundback perfeccionó este invento y lo lanzó al mercado un año después. Hoy existen infinidad de modelos sobre todo para la industria textil para pantalones, cazadoras, botas. 

Exactamente no se puede hablar del inventor ni del momento exacto del descubrimiento de la bombilla o foco. En los primeros años se utilizaron como filamentos, unas tiras de papel carbonizado, las cuales no duraban mucho. En 1913 el estadounidense Irving Langmuir metio dentro de las bombillas nitrógeno y argón para hacer más lenta la evaporación. En 1934 se empezó a utilizar el filamento doblemente enrollado que dio origen a las bombillas actuales de las cuales existen muchisimos modelos y formas. 

Guillermo Marconi dijo en 1922 que se podrían detectar buques cuando hay mala visibilidad. Esta idea fue desarrollada en 1931 construyendo un equipo para enviar impulsos de radio detectores de barcos. El primer radar se instaló en Normandia, en un barco francés, para localizar la presencia de icebergs. En 1935 las empresas AEG Telefunken y la I.G. Farben construyeron una banda plástica cubierta de una película magnética. La grabadora tuvo sus orígenes en el magnetófono, y se empezó a usar en Alemania. Después de la Segunda Guerra Mundial se extendio por europa y america perfeccionando estos aparatos convirtiendolos en grabadoras comerciales. En 1937, en Estados Unidos, se inició la venta de calentadores de aire, dando aire a una resistencia electrica caliente. Despues el sistema se aplico en un circuito de agua cerrado la cual circulaba interiormente aplicando calor en un punto (caldera) bien sea con gas, leña, electricidad, carbon, etc...De enorme utilidad en los países en donde las temperaturas bajan a grados extremos, la calefacción ha pasado por varias etapas desde su creación.

El boligrafo moderno, práctico, desechable y de poco costo, fue inventado en 1940, por el húngaro Ladislao Josef Biro y el químico Georg Biro, ante la necesidad de crear un bolígrafo eficiente, ya que existían las plumas estilográficas que aparecieron en el siglo XIX, pero que su tinta tendía a espesarse. Los materiales con que son fabricados los boligrafos van desde el plástico hasta el oro. 

El 8 de octubre de 1945 el norteamericano Percy Le Baron Spencer, patentó un aparato que se convertiría en el horno de microondas. La empresa Raytheon desarrolló un programa de aplicación en cocinas del microondas, del que resultó un aparato para la cocción, el Radarange, que era grande y pesado, y que se uso en hospitales y comedores militares. En 1967 se empezaron a fabricar los primeros hornos de uso doméstico. La primera grabación en video se realizó en 1951, años después la firma RCA construyó el magnetoscopio. En 1956 la empresa 3M Scotch vendio la primera banda de video. Finalmente surgieron los formatos de video para el público. En 1975 la empresa Sony lanzó al mercado el Beta-max, después la enpresa JVC dio a conocer el VHS. 

La ex Unión Soviética en 1957, lanzó con un cohete el primer satélite artificial, Sputnik 1. Estados unidos no tardo en enviar el suyo hoy dia hay cientos orbitando la tierra para diferentes fines; meteorologicos, militares, para telefonia, television, observacion, etc... Cuando en 1974 se inauguró en Japón la línea del Nuevo Tokaido, sus trenes que alcanzaban una velocidad de 200 kilómetros por hora, se convirtieron en los más rápidos del mundo. En 1970 Francia empezó a desarrollar un nuevo proyecto de un tren con capacidad de alcanzar los 370 kilómetros por hora. En 1971 se empezaron a fabricar trenes de sustentación magnética, que impusieron el récord mundial de velocidad al alcanzar los 412.6 kilómetros por hora. 

En el mes de febrero de 1946 quedaba concluida la construcción del ENIAC, el que se considera el primer ordenador electrónico de la historia.Con un corazón de válvulas, el ENIAC efectuaba en un segundo 5.000 sumas y 300multiplicaciones. A partir de él, la evolución de las calculadoras electrónicas adquirió un ritmo cada vez más acelerado. Miniaturización de componentes. La velocidad de los grandes ordenadores científicos se duplica cada dos años y unsuperordenador actual es siete millones de veces más rápido que el ENIAC. A los discos de goma laca les siguieron los LP?s. Un gran avance en este terreno se dio en 1979, cuando las empresas Philips y Sony desarrollaron discos compactos. El reciente digital Versalite Disc probablemente sustituya al CD. El DVD comprende diferentes modelos acordes a sus necesidades específicas de audio, video, ROM. RAM. A principios de este siglo el alemán Arthur Korn tuvo la idea que sirvió de base para el desarrollo del fax, pero fue hasta 1980 cuando este aparato se fabricó. Korn ideó un proceso llamado telefotografía, mediante el cual una imagen o una página podían ser captados por una señal enviada a través de un cable. Hacia 1980 las compañías RCA, Sharp y Xerox se dieron a la tarea de perfeccionar el fax, aparato que ha simplificado el trabajo de empresas. 

En 1982 al dentista jubilado, Barney Clark, se le implantó, en vez de corazón, un órgano mecánico hecho de plástico y metal, que fue conocido como Jarvik-7, nombrado así en honor a su inventor, Robert Jarvik. 

El concepto de una red de radio celular se inventó en 1947 en los laboratorios Bell, pero fue en 1983 cuando se fabricaron los primeros equipos. En nuestros días la tecnología inalámbrica y la miniaturización han abierto un nuevo camino para los teléfonos moviles al posibilitar la comunicación entre dos lugares distantes de la tierra en forma rápida y accesible.

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Entre los numerosos inventores del siglo XX, yo me decanto por hablar de los siguientes: (Cabe destacar que no se puede hablar de Bohr sin destacar los experimentos de Rutherford. Por ello, es inevitable que su vida y obras también salgan a la luz en esta web)

Albert Einstein
Willian Shockley
Philo Farnsworth
Max Planck
Bohr
Millikan

Albert Einstein

Fotografía sacada de la wikimediaAlbert Einstein sigue siendo una figura mítica de nuestro tiempo; más, incluso, de lo que llegó a serlo en vida, si se tiene en cuenta que su imagen, en condición de póster y exhibiendo un insólito gesto de burla, se ha visto elevada a la dignidad de icono doméstico, junto a los ídolos de la canción y los astros de Hollywood. Sin embargo, no son su genio científico ni su talla humana los que mejor lo explican como mito, sino, quizás, el cúmulo de paradojas que encierra su propia biografía, acentuadas con la perspectiva histórica. Al Einstein campeón del pacifismo se le recuerda aún como al «padre de la bomba»; y todavía es corriente que se le atribuya la demostración del principio de que «todo es relativo» a él, que luchó encarnizadamente contra la posibilidad de que conocer la realidad significara jugar con ella a la gallina ciega.

Albert Einstein nació en la ciudad bávara de Ulm el 14 de marzo de 1879. Fue el hijo primogénito de Hermann Einstein y de Pauline Koch, judíos ambos, cuyas familias procedían de Suabia. Al siguiente año se trasladaron a Munich, en donde el padre se estableció, junto con su hermano Jakob, como comerciante en las novedades electrotécnicas de la época. El pequeño Albert fue un niño quieto y ensimismado, que tuvo un desarrollo intelectual lento. El propio Einstein atribuyó a esa lentitud el hecho de haber sido la única persona que elaborase una teoría como la de la relatividad: «un adulto normal no se inquieta por los problemas que plantean el espacio y el tiempo, pues considera que todo lo que hay que saber al respecto lo conoce ya desde su primera infancia. Yo, por el contrario, he tenido un desarrollo tan lento que no he empezado a plantearme preguntas sobre el espacio y el tiempo hasta que he sido mayor».

En 1894, las dificultades económicas hicieron que la familia (aumentada desde 1881, por el nacimiento de una hija, Maya) se trasladara a Milán; Einstein permaneció en Munich para terminar sus estudios secundarios, reuniéndose con sus padres al año siguiente. En el otoño de 1896, inició sus estudios superiores en la Eidgenossische Technische Hochschule de Zurich, en donde fue alumno del matemático Hermann Minkowski, quien posteriormente generalizó el formalismo cuatridimensional introducido por las teorías de su antiguo alumno. El 23 de junio de 1902, empezó a prestar sus servicios en la Oficina Confederal de la Propiedad Intelectual de Berna, donde trabajó hasta 1909. En 1903, contrajo matrimonio con Mileva Maric, antigua compañera de estudios en Zurich, con quien tuvo dos hijos: Hans Albert y Eduard, nacidos respectivamente en 1904 y en 1910. En 1919 se divorciaron, y Einstein se casó de nuevo con su prima Elsa.

Durante 1905, publicó cinco trabajos en los Annalen der Physik: el primero de ellos le valió el grado de doctor por la Universidad de Zurich, y los cuatro restantes acabaron por imponer un cambio radical en la imagen que la ciencia ofrece del universo. De éstos, el primero proporcionaba una explicación teórica, en términos estadísticos, del movimiento browniano, y el segundo daba una interpretación del efecto fotoeléctrico basada en la hipótesis de que la luz está integrada por cuantos individuales, más tarde denominados fotones; los dos trabajos restantes sentaban las bases de la teoría restringida de la relatividad, estableciendo la equivalencia entre la energía E de una cierta cantidad de materia y su masa m, en términos de la famosa ecuación E = mc², donde c es la velocidad de la luz, que se supone constante.

El esfuerzo de Einstein lo situó inmediatamente entre los más eminentes de los físicos europeos, pero el reconocimiento público del verdadero alcance de sus teorías tardó en llegar; el Premio Nobel de Física, que se le concedió en 1921 lo fue exclusivamente «por sus trabajos sobre el movimiento browniano y su interpretación del efecto fotoeléctrico». En 1909, inició su carrera de docente universitario en Zurich, pasando luego a Praga y regresando de nuevo a Zurich en 1912 para ser profesor del Politécnico, en donde había realizado sus estudios. En 1914 pasó a Berlín como miembro de la Academia de Ciencias prusiana. El estallido de la Primera Guerra Mundial le forzó a separarse de su familia, por entonces de vacaciones en Suiza y que ya no volvió a reunirse con él.

Contra el sentir generalizado de la comunidad académica berlinesa, Einstein se manifestó por entonces abiertamente antibelicista, influido en sus actitudes por las doctrinas pacifistas de Romain Rolland. En el plano científico, su actividad se centró, entre 1914 y 1916, en el perfeccionamiento de la teoría general de la relatividad, basada en el postulado de que la gravedad no es una fuerza sino un campo creado por la presencia de una masa en el continuum espacio-tiempo. La confirmación de sus previsiones llegó en 1919, al fotografiarse el eclipse solar del 29 de mayo; The Times lo presentó como el nuevo Newton y su fama internacional creció, forzándole a multiplicar sus conferencias de divulgación por todo el mundo y popularizando su imagen de viajero de la tercera clase de ferrocarril, con un estuche de violín bajo el brazo.

Durante la siguiente década, Einstein concentró sus esfuerzos en hallar una relación matemática entre el electromagnetismo y la atracción gravitatoria, empeñado en avanzar hacia el que, para él, debía ser el objetivo último de la física: descubrir las leyes comunes que, supuestamente, habían de regir el comportamiento de todos los objetos del universo, desde las partículas subatómicas hasta los cuerpos estelares. Tal investigación, que ocupó el resto de su vida, resultó infructuosa y acabó por acarrearle el extrañamiento respecto del resto de la comunidad científica. A partir de 1933, con el acceso de Hitler al poder, su soledad se vio agravada por la necesidad de renunciar a la ciudadanía alemana y trasladarse a Estados Unidos, en donde pasó los últimos veinticinco años de su vida en el Instituto de Estudios Superiores de Princeton, ciudad en la que murió el 18 de abril de 1955.

Einstein dijo una vez que la política poseía un valor pasajero, mientras que una ecuación valía para toda la eternidad. En los últimos años de su vida, la amargura por no hallar la fórmula que revelase el secreto de la unidad del mundo hubo de acentuarse por la necesidad en que se sintió de intervenir dramáticamente en la esfera de lo político. En 1939, a instancias de los físicos Leo Szilard y Paul Wigner, y convencido de la posibilidad de que los alemanes estuvieran en condiciones de fabricar una bomba atómica, se dirigió al presidente Roosevelt instándole a emprender un programa de investigación sobre la energía atómica.

Luego de las explosiones de Hiroshima y Nagasaki, se unió a los científicos que buscaban la manera de impedir el uso futuro de la bomba y propuso la formación de un gobierno mundial a partir del embrión constituido por las Naciones Unidas. Pero sus propuestas en pro de que la humanidad evitara las amenazas de destrucción individual y colectiva, formuladas en nombre de una singular amalgama de ciencia, religión y socialismo, recibieron de los políticos un rechazo comparable a las críticas respetuosas que suscitaron entre los científicos sus sucesivas versiones de la idea de un campo unificado.

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Willian Bradford Shockley

Fotografía sacada de la wikipediaWilliam Bradford Shockley nació en Londres el 13 de febrero de 1910, aunque sus padres eran norteamericanos y sólo 3 años después de su nacimiento se lo llevaron a vivir a Palo Alto, California. Su padre era un ingeniero y su madre una topógrafa de minas. Considerando que le podrían dar a su hijo una mejor educación en casa, los Shockleys mantuvieron a William sin ir a la escuela hasta que cumplió 8 años. Aunque su educación probaría más tarde ser de excelente nivel, este aislamiento hizo que el pequeño William tuviera muchos problemas para adaptarse a su entorno social. La madre de William le enseñaba matemáticas, y ambos padres le motivaban sus intereses científicos, aunque una influencia particularmente importante para él en esos días fue su vecino Perley A. Ross, que era profesor de física en Stanford. A los 10 años de edad, William visitaba constantemente la casa de Ross, y jugaba con las 2 hijas del profesor, volviéndose, incidentamente, una especie de hijo sustituto para éste. Shockley pasó 2 años en la Academia Militar de Palo Alto antes de ingresar a la Preparatoria de Hollywood en Los Angeles. Durante un corto tiempo asistió también a la Escuela de Entrenamiento de los Angeles, en la que estudió física. Fue ahí que descubrió que tenía un talento innato para esa disciplina: solía encontrar con cierta facilidad formas de resolver problemas que diferían de las soluciones tradicionales que proporcionaban sus maestros. Pese a ser el mejor estudiante de física de su escuela, Shockley se decepcionó al no recibir el premio en esta disciplina al graduarse, pues éste le fue negado por haber tomado clases de física en otra escuela. En el otoño de 1927 ingresó a la Universidad de California en Los Angeles, pero tras sólo 1 año ahí ingresó al prestigioso Instituto de Tecnología de California (Cal Tech), en Pasadena. William terminó su licenciatura en física en 1932, y posteriormente obtuvo una beca para estudiar en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), de donde se doctoró en 1936.

En 1936 ingresó en los laboratorios de Murray Hill, de la empresa Bell Telephone Company, dirigió el proyecto sobre la defensa submarina de los EEUU y prestó servicio a su nación, como asesor del servicio del secretario de la Guerra, en 1945. En 1953, al finalizar la guerra, fue nombrado director del departamento de Transistores de la citada empresa. Después de doctorarse, Shockley tenía ofertas para trabajar en General Electric y la Universidad de Yale, pero eligió los Laboratorios Bell de Murray Hill, New Jersey, porque eso le permitiría colaborar con C. J. Davisson, cuyo trabajo en la difracción de los electrones le valdría obtener más tarde el Premio Nobel. A su entrada a Laboratorios Bell, Shockley tuvo cortas estancias en diferentes departamentos a fin de que pudiera adquirir un conocimiento tecnológico más general. Posteriormente se unió al departamento de tubos de vacío, encabezado por Davisson. Una preocupación del director de investigación de Laboratorios Bell de aquella época (Mervin J. Kelly) era que con los años crecería la demanda del sistema telefónico, y que los relevadores no serían suficientes, por lo que creía que debía hallarse una manera de controlar el equipo telefónico de manera electrónica. Esa conversación tuvo una gran influencia sobre Shockley, a pesar de que Kelly pensaba erróneamente que los tubos de vacío serían los sustitutos de los relevadores.

Durante la Segunda Guerra Mundial, Shockley no se involucró en física en lo más mínimo. Abandonó temporalmente Laboratorios Bell para servir como director de investigación del Grupo Anti-Submarinos de Investigación de Operaciones de Guerra entre 1942 y 1944, y como asesor experto para la Oficina de la Secretaría de Guerra en 1944 y 1945. En la estación de campo de Bell en Whippany, New Jersey, realizó el diseño electrónico de equipo de radar. Shockley obtuvo la condecoración civil más elevada de la época: la Medalla al Mérito. La mayor parte de sus contribuciones tuvieron que ver con el uso del radar en los bombarderos B-29. Shockley regresó a Laboratorios Bell después de la Segunda Guerra Mundial, para continuar con su trabajo en física del estado sólido, con la esperanza de encontrar una alternativa a los tubos de vacío, usando ahora los nuevos descubrimientos en física cuántica que lo motivaron a investigar los intrigantes semiconductores. En julio de 1945 Shockley se volvió co-director del programa de investigación en física del estado sólido. El trabajo realizado a principios de los 40s por Russell S. Ohl (otro empleado de Laboratorios Bell) en los semiconductores convenció a Shockley que debía ser posible producir una nueva forma de amplificación usando la física del estado sólido. De hecho, ya en 1939 Shockley había intentado producir, junto con Walter Brattain (un investigador veterano de Laboratorios Bell) un amplificador de este tipo usando óxido de cobre, pero sin tener éxito.

Colaboró con Bardeen y Brattain en la construcción de aparatos semiconductores que desplazaran a los tubos de vacío. Con sus trabajos demostraron que los cristales de germanio eran mejores rectificadores que los utilizados hasta la fecha, dependiendo su efecto de la trazas de impurezas contenidas en los mismos. Mediante el empleo de un rectificador de germanio, con contactos metálicos que incluían una aguja en conexión con el cristal, el equipo inventó el transmisor de contacto puntual. Poco después, Shockley construyó el transistor de unión, que usaba una unión entre dos partes, tratadas de modo diferente, de un cristal de silicio. Tales semiconductores de estado sólido tienen la virtud de rectificar y amplificar la corriente que circula a través de ellos. Gracias a estos aparatos pequeños y muy fiables se abrió camino hacia la miniaturización de los circuitos de radio, televisión, y de los equipos de ordenadores. Recibió el premio Nobel de Física por sus investigaciones de los semiconductores y el descubrimiento del efecto transistor. El premio lo compartió con John Bardeen y Walter Houser Brattain.

Después de la guerra Shockley produjo una nueva versión del amplificador que había intentado anteriormente, con resultados igualmente negativos. Fue John Bardeen el que logró descrifrar el enigma, y en 1947 logró construir junto con Brattain el primer amplificador funcional usando germanio. John R. Pierce fue el que acuñó el nombre para la nueva invención. Propuso "Amplister" y "transistor", pero acabó por seleccionar el segundo porque el dispositivo operaba transfiriendo corriente de una entrada de baja resistencia a una salida de alta resistencia, por lo que tenía la importante propiedad de transferir resistencia. En 1948, Bardeen y Battain obtuvieron una patente por este tipo de transistor (llamado de contacto puntual). Las contribuciones de Shockley se acentuaron por el hecho de que todas las fotografías de los inventores del transistor lo incluían a él, y de las 10 personas asociadas con dicho invento, a él se le suele considerar históricamente como el más importante. Aunque el nuevo invento causó revuelo, la verdad es que no resultó fácil hacerlo trabajar de manera consistente, y por ende su comercialización no fue inmediata. Fue Shockley quien inventó un tipo de transistor más depurado (llamado de junción) que permitió su producción en masa. En 1948 lo patentó y en 1950 escribió un libro sobre la teoría detrás del nuevo dispositivo, y lidereó al equipo que construyó el primer transistor de junción confiable en 1951. Los Laboratorios Bell acordaron otorgar licencias para el uso del transistor a cualquier firma a cambio de un pago de regalías. Sólo los fabricantes de aparatos para la sordera no tenían que pagar dichas regalías, como un tributo a la memoria de Alexander Graham Bell que en vida ayudó tanto a los sordos. Los transistores fueron usados por el público por primera vez en 1953, en la forma de amplificadores para los aparatos contra la sordera. En 1954 se desarrolló la radio de transistores y en febrero de 1956 el Laboratorio de Computadoras Digitales de MIT empezó a desarrollar en colaboración con IBM una computadora transistorizada. En 1957 y 1958 UNIVAC y Philco produjeron las primeras computadoras comerciales de transistores.

Shockley fue nombrado Director de Investigación de la Física de los Transistores en Laboratorios Bell en 1954. En ese mismo año y en el siguiente fue profesor visitante del Cal Tech, además de fungir también como director del Grupo de Evaluación de Sistemas de Armamento del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Aunque los científicos de Laboratorios Bell rara vez abandonan sus puestos, Shockley decidió independizarse en 1955, y fundó el Laboratorio de Semiconductores Shockley en una ladera de Mountain View, al sur de Palo Alto, California. Inicialmente, estaba afiliado a Beckman Laboratories, un conocido fabricante de instrumentos científicos. Shockley decidió comercializar los transistores, y para ello logró contratar a 8 de los mejores científicos de la costa este : Julius Blank, Victor Grinich, Eugene Kleiner, Jean Hoerni, Jay Last, Gordon Moore, Robert Noyce y Sheldon Roberts. La mañana del 1 de noviembre de 1956 un periodista sueco le telefoneó a Shockley para decirle que se había hecho acreedor al Premio Nobel de física por el invento del transistor junto con John Bardeen y Walter Brattain. Sin embargo, la línea telefónica tenía tanta interferencia que Shockley apenas y alcanzó a entender lo que le dijo el reportero, y pensó que sus amigos le estaban jugando una broma. Fue hasta más tarde cuando oyó la noticia en la radio, y condujo de inmediato a su laboratorio para reunir a sus colegas y llevarlos a celebrar a un restaurant con champagne. El 19 de diciembre de ese año viajó a Estocolmo para aceptar el premio de $38,633 dólares, que se repartió entre los 3 galardonados. Shockley estaba en la cima del mundo.

Este físico norteamericano murió en palo Alto, la vida de Shockley se apagó el sábado 12 de agosto de 1989, cuando éste murió de cáncer de la próstata en su casa en el campus de Stanford a los 79 años de edad. Sin embargo, tal vez no hemos oído todo lo que tenía que decir, pues se sabe que el controversial científico logró convencer al multimillonario Robert K. Graham de patrocinar un banco de esperma de ganadores de premios Nobel, en un intento por "controlar la producción de genios en el mundo, para balancearlo y protegerlo de los menos dotados intelectualmente". Adivine quién fue el primero en donar esperma a este banco.

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Philo Farnsworth

Fotografía sacada de wikispacesLa historia de Philo Farnsworth (19 de agosto 1906 – 11 de marzo 1971) es la historia de un gran invento realizado por un inventor fracasado. Buscando información sobre él, me he sorprendido, porque que no hay prácticamente material sobre él en español. Considero un deber hablar sobre este genial personaje al que le debemos muchas de las costumbres, saludables o no, que imperan en nuestros salones actuales. Farnsworth cumple perfectamente con el estereotipo de inventor hecho así mismo, autodidacta y con unos origenes más que humildes que añaden a sus hazañas mucho más valor si cabe. Para que nos hagamos una idea, tuvo su primer contacto con la electricidad a la edad de 11 años, iba a caballo al instituto.

Trabajaba en una granja de Idaho donde se trasladó con sus padres desde su lugar de nacimiento, Utah. En la granja y de una manera casi intuitiva inventaba cosas en sus ratos libres, fabricaba motores y aparatos que le ayudaban en sus quehaceres diarios… Todo iba bastante bien hasta que leyó un articulo sobre un aparato mecánico que trasmitía imágenes de un modo completamente rudimentario y poco efectivo. Se empapó de información al respecto y llego a la conclusión de que ese sistema no tenía futuro, que había que inventar algo, mucho más agil… y esa se convirtió en su obsesión.

Si bien hubo muchos intentos anteriores a Farnsworth para la trasmisión de imágenes este fue el que se dio cuenta que los sistemas con disco giratorios y espejos nunca podrían llegar a conseguir una velocidad suficiente como para trasmitir un imagen legible. Que si lo que se intentaba trasmitir era luz, se necesitaba un sistema que funcionase a la velocidad de esta. Es aquí cuando la historia se muestra caprichosa y demuestra que los inventos surgen en los lugares más inverosímiles, en esta ocasión cuando un joven Farnsworth de apenas 15 años se hallaba cosechando, tirado por un caballo, los campos de la granja en la que trabajaba. Hilera a hilera, hilera a hilera, linea a linea, dio con la solución de la que todavía hoy es la base de la televisión: La imagen se debía de barrer sobre un haz de electrones desviado magnéticamente, linea a linea, al igual que su tarea de recolección.

Después de esto un largo camino de años hasta que Farnsworth consiguiera financiación para fabricar su primer prototipo funcional. cosa que consiguió con éxito el 7 de septiembre de 1927. Hubo varios intentos de compra de patentes e incluso trabajo por parte de David Sarnoff, un magnate ruso muy relacionado con el mundo de la radio. Este ansiaba poner sus manos sobre la patente de la televisión, lo que le reportaría jugosos beneficios durante muchos años. No hubo acuerdo, mediante engaños la empresa de David Sarnoff entro en la maraña judicial para quedarse con los derechos del invento de Farnsworth y sus inversores. No ganaron pero consiguieron retrasar y agotar financiera y físicamente a Farnsworth.

En 1935 empezó el primer servicio de trasmisión de imágenes regular en Alemania. Luego llego la Segunda Guerra Mundial y paralizo toda la industria que no fuera armamentística durante años. En 1947 expiraron las patentes del invento lo que dio vía libre a Sarnoff y su compañía RCA para fabricar miles de televisores anuales que captaban más del 80% del mercado americano y que proclamaban al propio Sarnoff, junto con su ingeniero Zworykin, como los inventores de la televisión.

Farnsworth cayó en el alcoholismo y en una profunda depresión. Murió en 1971 y hoy es un gran desconocido para gran parte de la población.

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Max Planck

Fotografía sacada del blog de Biografias y vidas(Ernst Karl Ludwig Planck; Kiel, actual Alemania, 1858-Gotinga, Alemania, 1947) Físico alemán. Dotado de una extraordinaria capacidad para disciplinas tan dispares como las artes, las ciencias y las letras, se decantó finalmente por las ciencias puras, y siguió estudios de física en las universidades de Munich y Berlín; en ésta tuvo como profesores a Helmholtz y Kirchhoff. Tras doctorarse por la Universidad de Munich con una tesis acerca del segundo principio de la termodinámica (1879), fue sucesivamente profesor en las universidades de Munich, Kiel (1885) y Berlín (1889), en la última de las cuales sucedió a su antiguo profesor, Kirchhoff. Enunció la ley de Wien (1896) y aplicó el segundo principio de la termodinámica, formulando a su vez la ley de la radiación que lleva su nombre (ley de Planck, 1900).

A lo largo del año 1900 logró deducir dicha ley de los principios fundamentales de la termodinámica, para lo cual partió de dos suposiciones: por un lado, la teoría de L. Boltzmann, según la cual el segundo principio de la termodinámica tiene carácter estadístico, y por otro, que el cuerpo negro absorbe la energía electromagnética en cantidades indivisibles elementales, a las que dio el nombre de quanta (cuantos). El valor de dichos cuantos debía ser igual a la frecuencia de las ondas multiplicada por una constante universal, la llamada constante de Planck. Este descubrimiento le permitió, además, deducir los valores de constantes como la de Boltzmann y el número de Avogadro.

Ocupado en el estudio de la radiación del cuerpo negro, trató de describir todas sus características termodinámicas, e hizo intervenir, además de la energía, la entropía. Conforme a la opinión de L. Boltzmann de que no lograría obtener una solución satisfactoria para el equilibrio entre la materia y la radiación si no suponía una discontinuidad en los procesos de absorción y emisión, logró proponer la «fórmula de Planck», que representa con exactitud la distribución espectral de la energía para la radiación del llamado cuerpo negro. Para llegar a este resultado tuvo que admitir que los electrones no podían describir movimientos arbitrarios, sino tan sólo determinados movimientos privilegiados y, en consecuencia, que sus energías radiantes se emitían y se absorbían en cantidades finitas iguales, es decir, que estaban cuantificadas.

La hipótesis cuántica de Planck supuso una revolución en la física del siglo XX, e influyó tanto en Albert Einstein (efecto fotoeléctrico) como en Niels Bohr (modelo de átomo de Bohr). El primero concluyó, en 1905, que la única explicación válida para el llamado efecto fotoeléctrico consiste en suponer que en una radiación de frecuencia determinada la energía se concentra en corpúsculos (cuantos de luz, conocidos en la actualidad como fotones) cuyo valor es igual al producto de la constante de Planck por dicha frecuencia. A pesar de ello, tanto Planck como el propio Einstein fueron reacios a aceptar la interpretación probabilística de la mecánica cuántica (escuela de Copenhague). Sus trabajos fueron reconocidos en 1918 con la concesión del Premio Nobel de Física por la formulación de la hipótesis de los cuantos y de la ley de la radiación. 

Fue secretario de la Academia Prusiana de Ciencias (1912-1938) y presidente de la Kaiser Wilhelm Gesellschaft de Ciencias de Berlín (1930-1937) que, acabada la Segunda Guerra Mundial, adoptó el nombre de Sociedad Max Planck. Su vida privada estuvo presidida por la desgracia: contrajo nupcias en dos ocasiones, sus cuatro hijos murieron en circunstancias trágicas y su casa quedó arrasada en 1944 durante un bombardeo; recogido por las tropas estadounidenses, fue trasladado a Gotinga, donde residió hasta su muerte.

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Niels Bohr

Fotografía sacada del blog de Hypatia(Niels Henrick David Bohr; Copenhague, 1885 - 1962) Físico danés. Considerado como una de las figuras más deslumbrantes de la Física contemporánea y, por sus aportaciones teóricas y sus trabajos prácticos, como uno de los padres de la bomba atómica, fue galardonado en 1922 con el Premio Nobel de Física, "por su investigación acerca de la estructura de los átomos y la radiación que emana de ellos".

Cursó estudios superiores de Física en la Universidad de Copenhague, donde obtuvo el grado de doctor en 1911. Tras haberse revelado como una firme promesa en el campo de la Física Nuclear, pasó a Inglaterra para ampliar sus conocimientos en el prestigioso Cavendish Laboratory de la Universidad de Cambridge, bajo la tutela de sir Joseph John Thomson (1856-1940), químico británico distinguido con el Premio Nobel en 1906 por sus estudios acerca del paso de la electricidad a través del interior de los gases, que le habían permitido descubrir la partícula bautizada luego por Stoney (1826-1911) como electrón.

Precisamente al estudio de los electrones estaba dedicada la tesis doctoral que acababa de leer el joven Bohr en Copenhague, y que había llevado a territorio británico con la esperanza de verla traducida al inglés. Pero, comoquiera que Thomson no se mostrara entusiasmado por el trabajo del científico danés, Bohr decidió abandonar el Cavendish Laboratory y marcharse a la Universidad de Manchester, donde aprovechó las enseñanzas de otro premio Nobel, Ernest Rutherford (1871-1937), para ampliar sus saberes acerca de las radiactividad y los modelos del átomo.

A partir de entonces, entre ambos científicos se estableció una estrecha colaboración que, sostenida por firmes lazos de amistad, habría de ser tan duradera como fecunda. Rutherford había elaborado una teoría del átomo que era totalmente válida en un plano especulativo, pero que no podía sostenerse dentro de las leyes de la Física clásica. Borh, en un alarde de audacia que resultaba impredecible en su carácter tímido y retraído, se atrevió a soslayar estos problemas que obstaculizaban los progresos de Rutherford con una solución tan sencilla como arriesgada: afirmó, simplemente, que los movimientos que se daban dentro del átomo están gobernados por unas leyes ajenas a las de la Física tradicional.

En 1913, Niels Bohr alcanzó celebridad mundial dentro del ámbito de la Física al publicar una serie de ensayos en los que revelaba su particular modelo de la estructura del átomo. Tres años después, el científico danés regresó a su ciudad natal para ocupar una plaza de profesor de Física Teórica en su antigua alma mater; y, en 1920, merced al prestigio internacional que había ido adquiriendo por sus estudios y publicaciones, consiguió las subvenciones necesarias para la fundación del denominado Instituto Nórdico de Física Teórica (más tarde denominado Instituto Niels Bohr), cuya dirección asumió desde 1921 hasta la fecha de su muerte (1962). En muy poco tiempo, este Instituto se erigió, junto a las universidades alemanas de Munich y Göttingen, en uno de los tres vértices del triángulo europeo donde se estaban desarrollando las principales investigaciones sobre la Física del átomo.

En 1922, año en el que Bohr se consagró definitivamente como científico de renombre universal con la obtención del Premio Nobel, vino al mundo Aage Niels Bohr (1922), que habría de seguir los pasos de su padre y colaborar con él en varias investigaciones. Doctorado también en Física, fue, al igual que su progenitor, profesor universitario de dicha materia y director del Instituto Nórdico de Física Teórica, y recibió el Premio Nobel en 1975.

Inmerso en sus investigaciones sobre el átomo y la Mecánica cuántica, Niels Bohr enunció, en 1923, el principio de la correspondencia, al que añadió, en 1928, el principio de la complementariedad. A raíz de esta última aportación se fue constituyendo en torno a su figura la denominada "escuela de Copenhague de la Mecánica cuántica", cuyas teorías fueron combatidas ferozmente -bien es verdad que en vano- por Albert Einstein (1879-1955). A pesar de estas diferencias, sostenidas siempre en un plano teórico -pues Einstein sólo pudo oponer a las propuestas de Borh elucubraciones mentales-, el padre de la teoría de la relatividad reconoció en el físico danés a "uno de los más grandes investigadores científicos de nuestro tiempo".

En la década de los años treinta, Niels Bohr pasó largas temporadas en los Estados Unidos de América, adonde llevó las primeras noticias sobre la fisión nuclear -descubierta en Berlín, en 1938, por Otto Hahn (1879-1968) y Fritz Strassmann (1902-1980)-, que habrían de dar lugar a los trabajos de fabricación de armas nucleares de destrucción masiva. Durante cinco meses, trabajó con J. A. Wheeler en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), y anunció, junto con su colaborador, que el plutonio habría de ser fisionable, al igual que lo era el uranio.

De regreso a Dinamarca, fue elegido presidente de la Real Academia Danesa de Ciencias (1939). Volvió a instalarse en Copenhague, en donde continuó investigando e impartiendo clases hasta que, en 1943, a raíz de la ocupación alemana, tuvo que abandonar su país natal debido a sus orígenes judíos. Su vida y la de los suyos llegaron a estar tan amenazadas que se vio forzado a embarcar a su familia en un pequeño bote de pesca y poner rumbo a Suecia. Pocos días después, Bohr se refugió en los Estados Unidos y, bajo el pseudónimo de Nicholas Baker, empezó a colaborar activamente en el denominado "Proyecto Manhattan", desarrollado en un laboratorio de Los Álamos (Nuevo México), cuyo resultado fue la fabricación de la primera bomba atómica.

Al término de la II Guerra Mundial (1939-1945), retornó a Dinamarca y volvió a ponerse al frente del Instituto Nórdico de Física Teórica. A partir de entonces, consciente de las aplicaciones devastadoras que podían tener sus investigaciones, se dedicó a convencer a sus colegas de la necesidad de usar los hallazgos de la Física nuclear con fines útiles y benéficos. Pionero en la organización de simposios y conferencias internacionales sobre el uso pacífico de la energía atómica, en 1951 publicó y divulgó por todo el mundo un manifiesto firmado por más de un centenar de científicos eminentes, en el que se afirmaba que los poderes públicos debían garantizar el empleo de la energía atómica para fines pacíficos. Por todo ello, en 1957, recibió el premio Átomos para la Paz, convocado por la Fundación Ford para favorecer las investigaciones científicas encaminadas a la mejora de la Humanidad.

Atomo de Bohr

Director, desde 1953, de la Organización Europea para Investigación Nuclear, Niels Henrik David Borh falleció en Copenhague durante el otoño de 1962, a los setenta y siete años de edad, después de haber dejado impresas algunas obras tan valiosas como Teoría de los espectros y constitución atómica (1922), Luz y vida (1933), Teoría atómica y descripción de la naturaleza (1934), El mecanismo de la fisión nuclear (1939) y Física atómica y conocimiento humano (1958).

El átomo de Born: Las primeras aportaciones relevantes de Bohr a la Física contemporánea tuvieron lugar en 1913, cuando, para afrontar los problemas con que había topado su maestro y amigo Rutherford, afirmó que los movimientos internos que tienen lugar en el átomo están regidos por leyes particulares, ajenas a las de la Física tradicional. Al hilo de esta afirmación, Bohr observó también que los electrones, cuando se hallan en ciertos estados estacionarios, dejan de irradiar energía.

En realidad, Rutherford había vislumbrado un átomo de hidrógeno conformado por un protón (es decir, una carga positiva central) y un partícula negativa que giraría alrededor de dicho protón de un modo semejante al desplazamiento descrito por los planetas en sus órbitas en torno al sol. Pero esta teoría contravenía las leyes de la Física tradicional, puesto que, a tenor de lo conocido hasta entonces, una carga eléctrica en movimiento tenía que irradiar energía, y, por lo tanto, el átomo no podría ser estable.

Modelo de Bohr

Bohr aceptó, en parte, el modelo de Rutherford, pero lo superó combinándolo con las teorías cuánticas de Max Planck (1858-1947). En los tres artículos que publicó en el Philosophical Magazine en 1913, enunció cuatro postulados: 1) Un átomo posee un determinado número de órbitas estacionarias, en las cuales los electrones no radian ni absorben energía, aunque estén en movimiento. 2) El electrón gira alrededor de su núcleo de tal forma que la fuerza centrífuga sirve para equilibrar con exactitud la atracción electrostática de las cargas opuestas. 3) El momento angular del electrón en un estado estacionario es un múltiplo de h/2p (donde h es la constante cuántica universal de Planck).

Según el cuarto postulado, cuando un electrón pasa de un estado estacionario de más energía a otro de menos (y, por ende, más cercano al núcleo), la variación de energía se emite en forma de un cuanto de radiación electromagnética (es decir, un fotón). Y, a la inversa, un electrón sólo interacciona con un fotón cuya energía le permita pasar de un estado estacionario a otro de mayor energía. Dicho de otro modo, la radiación o absorción de energía sólo tiene lugar cuando un electrón pasa de una órbita de mayor (o menor) energía a otra de menor (o mayor), que se encuentra más cercana (o alejada) respecto al núcleo. La frecuencia f de la radiación emitida o absorbida viene determinada por la relación: E1-E2=hf, donde E1 y E2 son las energías correspondientes a las órbitas de tránsito del electrón.

Merced a este último y más complejo postulado, Borh pudo explicar por qué, por ejemplo, los átomos de hidrógeno ceden distintivas longitudes de onda de luz, que aparecen en el espectro del hidrógeno como una distribución fija de líneas de luz conocida como serie de Balmer.

En un principio, esta estructura del átomo propuesta por Bohr desconcertó a la mayor parte de los científicos de todo el mundo; pero, a raíz de que su colega y maestro Rutherford le felicitara efusivamente por estos postulados, numerosos investigadores del Centro y el Norte de Europa comenzaron a interesarse por las ideas del físico danés, y algunos de ellos -como James Franck (1882-1964) y Gustav Hertz (1887-1975)- proporcionaron nuevos datos que confirmaban la validez del modelo de Bohr. Su teoría se aplicó, en efecto, al estudio del átomo de hidrógeno, aunque enseguida pudo generalizarse a otros elementos superiores, gracias a la amplitud y el desarrollo que le proporcionó el trabajo de Arnold Sommerfeld (1868-1951) -que mejoró el modelo del danés para explicar la estructura fina del espectro-. De ahí que los postulados lanzados por Bohr en 1913 puedan considerarse como las bases donde se sustenta la Física nuclear contemporánea.

Con la formulación de estos postulados, Niels Borh logró, en efecto, dar una explicación cuantitativa del espectro del hidrógeno; pero, fundamentalmente, consiguió establecer los principios de la teoría cuántica del átomo en la forma más clara y concisa posible. Pero, ante todo, su gran acierto fue señalar que estos principios eran irracionales desde el punto de vista de la mecánica clásica, y advertir que requerían una nueva limitación en el uso de los conceptos ordinarios de causalidad.

Para fijar las circunstancias en que debían concordar la mecánica clásica y las nuevas teorías de la mecánica cuántica, Borh estableció en 1923 el denominado principio de correspondencia, en virtud del cual la Mecánica cuántica debe tender hacia la teoría de la Física tradicional al ocuparse de los fenómenos macroscópicos (o, dicho de otro modo, siempre que las constantes cuánticas llegue a ser despreciables).

Sirviéndose de este principio, Bohr y sus colaboradores -entre los que se contaba el joven Werner Karl Heisenberg (1901-1976), otro futuro premio Nobel de Física- trazaron un cuadro aproximado de la estructura de los átomos que poseen numerosos electrones; y consiguieron otros logros como explicar la naturaleza de los rayos X, los fenómenos de la absorción y emisión de luz por parte de los átomos, y la variación periódica en el comportamiento químico de los elementos.

En 1925, su ayudante Heisenberg enunció el principio de indeterminación o de incertidumbre, según el cual era utópica la idea de poder alcanzar, en el campo de la microfísica, un conocimiento pleno de la realidad de la Naturaleza en sí misma o de alguna de las cosas que la componen, ya que los instrumentos empleados en la experimentación son objetos naturales sometidos a las leyes de la física tradicional.

La formulación de este luminoso principio de Heisenberg sugirió, a su vez, a Bohr un nuevo precepto: el principio de complementariedad de la Mecánica cuántica. Partiendo de la dualidad onda-partícula recientemente enunciada por el joven Louis de Broglie (1892-1987) -es decir, de la constatación de que la luz y los electrones actúan unas veces como ondas y otras como partículas-, Bohr afirmó que, en ambos casos, ni las propiedades de la luz ni las de los electrones pueden observarse simultáneamente, por más que sean complementarias entre sí y necesarias para una interpretación correcta.

En otras palabras, el principio de complementariedad expresa que no existe una separación rígida entre los objetos atómicos y los instrumentos que miden su comportamiento. Ambos son, en opinión de Bohr, complementarios: elementos de diversas categorías, incluyendo fenómenos pertenecientes a un mismo sistema atómico, pero sólo reconocibles en situaciones experimentales físicamente incompatibles.

Siguiendo este razonamiento, Bohr también consideró que eran complementarias ciertas descripciones, generalmente causales y espacio-temporales, así como a ciertas propiedades físicas como la posición y el momento precisos. En su valioso ensayo titulado Luz y vida (1933), el científico danés, dando una buena muestra de sus singulares dotes para la especulación filosófica, analizó las implicaciones humanas de este principio de complementariedad.

En la década de los años treinta, el creciente interés de todos los científicos occidentales por el estudio del interior del núcleo del átomo -con abundante experimentación al respecto- llevó a Bohr al estudio detallado de los problemas surgidos al tratar de interpretar los nuevos conocimientos adquiridos de forma tan repentina por la Física atómica. Fue así como concibió su propio modelo de núcleo, al que comparó con una gota líquida, y propuso la teoría de los fenómenos de desintegración nuclear. Con ello estaba sentando las bases de la fisión nuclear, que acabaría dando lugar al más poderoso instrumento de exterminio concebido hasta entonces por el ser humano: la bomba atómica.

Bohr no llegó, empero, en primer lugar al hallazgo de la fisión nuclear, conseguida por vez primera -como ya se ha indicado más arriba- por Otto Hahn y Fritz Strassmann, en el Berlín de 1938. El 15 de enero de 1939 llevó las primeras nuevas de este logro científico a los Estados Unidos de América, en donde demostró que el isótopo 235 del uranio es el responsable de la mayor parte de las fisiones. Durante este fructífero período de colaboración, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), con J. A. Wheeler, esbozó una nueva teoría del mecanismo de fisión, según la cual el elemento 94 -es decir, el plutonio, que no habría de ser obtenido hasta un año después por Glenn Theodore Seaborg (1912-1999)-, tendría, el proceso de fisión nuclear, idéntico comportamiento al observado en el U-235.

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Robert Andrews Millikan

Fotografía sacada de la enciclopedia británicaMillikan, el hombre que consiguió demostrar que la electricidad se podía cuantificar, nació el 22 de marzo de 1868, en Estados Unidos. Fue el científico más famoso de las dos primerar décadas del siglo XX y el segundo al que concedieron el premio Nobel de Física; en concreto, en 1923, por sus estudios sobre la carga eléctrica elemental y el efecto fotoeléctrico.

Millikan era norteamericano hasta los tuétanos, porque descendía directamente de los pioneros, o sea, de los escoceses e irlandeses que llegaron al Medio Oeste antes de 1750. Sus, padres, un predicador y una maestra, tuvieron cuatro niños y tres niñas, siendo Robert el segundo de tal prole. Aunque los chavales iban a la escuela y después al instituto, sus padres hacían que trabajasen duramente, y no sólo ayudando en la granja donde vivían. Robert, sin ir más lejos, trabajó hasta los 14 años diez horas diarias durante los veranos en la tonelería local por jornales de un dólar. Se puso tan fuerte que pronto destacó en varios deportes. Primero estudió en Iowa, donde vivía su familia, y después en Ohio, en un instituto y una universidad que no gozaban de un gran prestigio.

El joven Millikan era aficionado al griego, al tenis y un poco a las matemáticas. Para completar semestres, se le ocurrió matricularse en un curso de física de treses meses. No se enteró de mucho y lo consideró una pérdida de tiempo. Cuando terminó la universidad, en 1891, el primer empleo que le ofrecieron fue, precisamente, como profesor de física elemental en un instituto. Aunque lo que él quería era dar clases de deporte, aceptó porque estaba sin un centavo, y aquello marcó su vida de tal manera que durante mucho tiempo hablaba de sí mismo como profesor de física general. En cuanto ahorró algún dinero, se matriculó en la Universidad de Columbia y obtuvo un máster en física en 1893. La física era tan poco popular allí que Millikan era el único graduado de esa rama. Hizo el doctorado en dos años estudiando la polarización de la luz emitida por superficies metálicas incadescentes, en particular de oro y de plata que le proporcionaban en la ceca nacional. La Casa de la Moneda le atraía seguramente por sus connotaciones newtonianas, pero más adelante se hizo patente que lo que atraía de verdad a Millikan era la moneda en sí, o sea, hacer fortuna.

Los profesores de Columbia, viendo que el joven físico podía valer para aquello y dado que allí no había nadie que supiera física de verdad, lo convencieron para que se fuera un tiempo a Europa, en concreto, a Berlín y Gotinga, que eran las auténticas catedrales de esa ciencia. En Alemania, Millikan se relacionó con más estudiantes norteamericanos que alemanes, sobre todo porque no sabía nada de alemán y, aunque intentó aprenderlo, nunca lo habló bien. Al regresar a Estados Unidos, le ofrecieron un puesto en la Universidad de Chicago bajo la dirección del insigne Albert Michelson (éste se hizo famoso porque demostró experimentalmente que el éter no existía y que la velocidad de la luz en el vacío era constante). A pesar de lo dicho sobre la afición al dinero de Millikan, ésta no se manifestó hasta mucho después, porque el trabajo con Michelson le reportaba un salario que era la mitad del que muy pronto le ofrecerían en otros dos sitios.

Michelson ofreció a Millikan dedicar la mitad de su tiempo a sus propias investigaciones, lo cual era mucho, ya que a casi todos sus colegas les exigía jornada completa enseñando y si querían investigar lo tenían que hacer en su tiempo libre. A pesar de ello, Millikan se dedicó en cuerpo y alma a la enseñanza. Sus clases eran realmente magistrales y divertidas, de manera que tenía mucho éxito entre los estudiantes. Quizás por eso se puso a escribir libros de física elemental. De hecho, varias generaciones de estudiantes de física de Estados Unidos estudiaron en los libros de Millikan. Pasó el tiempo y el joven y dinámico profesor empezó a dejar de serlo, porque cumplió los 38 años y aún no tenía un puesto digno y permanente. La edad media para llegar entonces a catedrático era de 32 años, y él no era no siquiera profesor titular. Además, para llegar a catedrático había que demostrar que se había hecho investigación relevante, y Millikan, entre tanta clase y tanto libro, había llevado a cabo pocas investigaciones, y ninguna importante.

Estamos ya en 1906, y Max Planck había puesto la primera y firme piedra de la física cuántica, Thomson había descubierto el electrón y Einstein había publicado su teoría de la relatividad y había interpretado el efecto fotoeléctrico dotando a la luz de un carácter corpuscular. Robert Millikan, ya con 40 años, casi sufre un ataque de ansiedad al considerar que se estaba quedando al margen de las revoluciones científicas de su época, y eso, a un tipo ambicioso y autosuficiente como era él, podía llevarle al desastre. Los estudiantes le querían y sus compañeros de la Universidad de Chicago apreciaban sus dotes pedagógicas, pero él veía como otros científicos mucho más jóvenes alcanzaban resultados que les proporcionaban fama y honores mientras él se quedaba en maestro de escuela cualificado. Así que dejó de escribir libros, se fue a la biblioteca y allí trató de dilucidar qué le podía hacer famoso, o por lo menos catedrático, de golpe y porrazo. Con 42 años se decidió: mediría la carga del electrón.

Desde los experimentos con rayos catódicos de los alemanes y otros, así como los rayos X de Roentgen, se sabía que ésto ionizaban a su paso las moléculas de aire y vapor de agua, es decir, que las cargaban eléctricamente. La primera idea notable de Millikan fue someter estas moléculas agregadas en gotitas de agua, a modo de niebla, a un campo eléctrico. A las gotitas se adherían los electrones del aire liberados por los rayos X, cargándose cada una de manera distinta. De todas ellas, los rayos X electrizarían a un número pequeño y la gotita en su conjunto adquiría una carga eléctrica múltiplo de la carga del electrón. Sometidas las gotas a un campo eléctrico, se verán atraidas por el elctrodo positivo y repelidas por el negativo. otra fuerza que actuará sobre la gotita es la de la gravedad, o sea, su peso. Millikan pensaba que las dos fuerzas se podían contrarestar y que la gotita se podía mantener suspendida. Puesto que la gota no cae libremente sino en un medio (aire más niebla de gotitas), a la fuerza de la gravedad hay que restarle la que provoca la viscosidad de dicho medio. En principio tenía dos incógnitas: la fuerza de rozamiento y la carga del electrón. Millikan pudo averiguar la fuerza de rozamiento. lo hizo observando muchísimas gotitas cayendo antes de conectar la batería. Incluso, como lo hacía Millikan, podía observar como subían y bajaban al variar el campo eléctrico. Parecía fácil llegar a dar con el valor de "q" pero aquello no acabada de dar los resultados esperados.

Entonces tuvo la segunda idea notable, que junto con la primera, la de equilibrar gotitas cargadas, hicieron genial el experimento. Lo que le estaba fallando era que las gotitas de agua se evaporaban por una parte y se hacían más gruesas por otra al unirse a las que se encontraban en su recorrido, como hacen las gotas de lluvia al caer desde las nubes. Se le ocurrió utilizar gotas de aceite, que no tenían este inconveniente. La manera de obtener gotitas de aceite fue también muy original: con un vaporizador de perfune al que, exageradamente, llamó atomizador.

Modelo de Bohr

Consite en una cámara cerrada a la que se le ajustan 2 placas horizontales metálicas conectadas a un conjunto de baterías cuyo voltaje se puede regular. En la parte superior está el pulverizador de gotitas de aceite. En la inferior tiene 3 ventanas por las que entran los rayos X que cargarán las gotitas, una fuente de luz que iluminará las gotas y, a un ángulo apropiado, un visor a modo de telescopio. Las gotas de aceite iluminadas se ven como estrellas brillantes sobre un fondo opaco. El experimento comienza sin conectar la batería, sólo observando y midiendo con un cronómetro la caída de las gotitas de aceite por su propio peso contrarestado, en parte, por la viscosidad del medio. Una vez que se sabe cómo caen, se ioniza el interior de la cámara lanzándole rayos X, se conecta la batería y se gradúa el campo eléctrico (Millikan utilizaba un cuchillo afilado recorriendo los finos hilos de cobre de una bobina). A la vez, se observa por el visor hasta ver la gotita flotando y se anota el campo eléctrico que hace que la gota se quede inmóvil. Repitendo esto fue como Millikan llegó a que las gotas flotantes tenían una carga eléctrica múltiplo de un número muy pequeño,1.602 x 10-19 C .

En cuanto Millikan publicó sus resultados, en 1910, lo hicieron catedrático y, además, le concedieron el premio Nobel. Fue por una combinación de seguridad en si mismo y terquedad junto con una finura experimental impecable. Después, se las tuvo con Einstein y durante diez años, y con gran publicidad, se empeñó en refutar el concepto de fotón, pero al final tuvo que aceptar que sus propios resultados experimentales confirmaban exactamente las hipótesis de Einstein y la proporcionalidad de Plank. Pero Millikan era tan buen experimentador como cabezota, y siguió erre que erre diciendo que confirmar una hipótesis no significaba que tuviera que aceptarla porque "le faltaba una base teórica satisfactoria". Hay que ser audaz para decirle eso a Einstein. Pero los físicos de la Academia sueca le dieron el Nobel a Einstein precisamente por la interpretación del efecto fotoeléctrico y no por su teoría de la relatividad, que aún no tenía confirmación experimental; a Plank se lo concedieron por su concepto del "cuanto". Y a Millikan se lo otorgaron por su medición de la unidad de carga eléctrica y la confirmación experimental del efecto fotoeléctrico con la medida de la constante de Plank.

A partir de entonces, Millikan empezó a ocupar cargos oficiales en Washington, en la Academia Nacional de Ciencias y en el Consejo de Investigación Nacional, aunque continuó con sus investigaciones, pero más como director de equipos que individualmente. Por ejemplo, durante la guerra se encargó de la detección de submarinos. En tiempos de paz se dedicó a organizar la ciencia en su país, a ganar dinero y a tratar de reconciliar la ciencia con la religión. En lo que tuvo más éxito fue en lo segundo. Murió, con todos los honores, a los ochenta y cinco años, el 19 de diciembre de 1953.

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Ernest Rutherford

Fotografía sacada de la wikimediaHay un montón de físicos que aprendieron de Rutherford y recibieron nada menos que el premio Nobel de Física. Naturalmente, a él tambien le concedieron tan magna distinción, pero de química, no de física, lo cual le contrarió bastante porque consideraba la química un punto menos importante que la física, pero sólo se permitió comentar: "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico". A finales del siglo XIX se consideraba que la física había alcanzado sus límites, pensando que no quedaba ningún descubrimiento glorioso que hacer. El electromagnetismo, la termodinámica, la óptica, la mecánica, etc, habían entrado ya en la fase de la ingeniería, y se pensaba que sólo quedaba la tarea de ampliar sus aplicaciones. Ernest Rutherford, barón Rutherford de Nelson, conocido también como Lord Rutherford, nació en Brightwater, Nueva Zelanda, el 30 de agosto de 1871, muriendo en Cambridge, Reino Unido, el 19 de octubre de 1937. Su padre, James, era un escocés granjero y mecánico, y su madre, Martha Rutherford, nacida en Inglaterra, era maestra y emigró antes de casarse. Ambos deseaban dar a sus hijos una buena educación y tratar de que pudiesen proseguir sus estudios. En la década de 1895 a 1905, aproximadamente, se descubrieron el electrón y la radioactividad, evidenciándose la divisibilidad del átomo, se formuló la teoría de la relatividad, se pusieron los fundamentos de la mecánica cuántica, y el siglo XX estuvo condicionado por todo esto.

Justo al principio de aquella época prodigiosa, en 1895, el joven Ernest Ritherford llegó a uno de los muchos centros punteros de Europa en física: el laboratorio de Cavendish de la Universidad de Cambridge, donde J.J.Thomson hacía sus experimentos con los rayos catódicos. Rutherford se había formado en las universidades de Nueva Zelanda y, efectivamente, el College Canterbury, donde Rutherford había estudiado no era comparable a Cambridge pero, cualquiera que fuese su nivel pedagógico, él había alcanzado las máximas notas en materias tan variadas como matemáticas, latín, francés y física, a parte de haber sido miembro destacado de la Sociedad Dialéctica (un club estudiantil de debates) y del equipo de rugby. Además, y quizás fuera lo más importante, se había relacionado con dos librepensadores que le influyeron notablemente: Alexander Bickerton, un liberal radical, y Mary Newton, una bella y joven viuda que lideró el movimiento sufragista que dos años antes había conseguido que Nueva Zelanda fuera el país más democrático donde las mujeres habían conquistado el derecho al voto.

Gracias a sus buenas notas en matemáticas y física, Ernest consiguió una beca (la única que daban cada año en su universidad) para hacer un máster. Duraba sólo un año y exigía que se llevase a cabo un trabajo de investigación. El joven Rutherford eligió profundizar en una práctica de laboratorio de un curso elemental: averiguar si el hierro se imantaba con corrientes magnetizadoras de frecuencia muy alta. Algo que ya estaba haciendo de manera magistral Nikola Tesla para transmitir potencia sin alambres. Rutherford desarrolló dos aparatos: un mecanismo para conectar dos circuítos eléctricos en un intervalo ajustable de hasta 100 milésimas de segundo y un detector magnético de pulsos de corriente muy seguidos. Así, sin más, había inventado la base de la telegrafía sin hilos, que otros, como Hertz, Tesla o Marconi, desarrollaron admirablemente.

Naturalmente, a Rutherford le dieron la nota más alta en el máster, lo cual no le llevó a encontrar trabajo como maestro de escuela, que era lo máximo que podía aspirar. Pensó en hacerse médico, pero una circunstancia evitó el desaguisado. Su Graciosa Majestad ofrecía becas cada dos años a graduados del Imperio Británico para que desarrollaran investigaciones en cualquier parte del mundo en campos de utilidad para su propio país, o sea, la colonia. A Nueva Zelanda le tocaba sólo una. Rutherford la solicitó pero se la concedieron a James McLaurin, un joven de otra universidad que había escrito un artículo sobre un tratamiento químico del oro. Por primera vez en su vida, Rutherford no fue el primero en algo. Pero McLaurin renunció para casarse, y el segundo en la lista (de sólo dos) era Rutherford.

El inefable profesor Thomson accedió a hacerse cargo del neozelandés y lo puso a trabajar en lo que le había dicho que sabía hacer: detectar corrientes eléctricas de alta frecuencia y usar el detector para medir propiedades de aisladores. Consiguió detectar ondas electromagnéticas generadas por un oscilador situado a varios metros de distancia, incluso, cuando entre el emisor y el receptor se iterponía un muro de hormigón. Un colega de Thomson, sir Robert Ball, más amante de la fama y del dinero que de la ciencia pura, le propuso aumentar la sensibilidad de los dos circuítos para resolver el problema de que los barcos no pudieran detectar las luces en la niebla. Rutherford consiguió detectar ondas electromagnéticas emitidas a una distancia de 400 metros. Thomson, para felicidad de Marconi y de todos los físicos nucleares del siglo XX, convenció a Rutheford de que dejase de estudiar aplicaciones y dedicase sus habilidades a cosas más profundas. Para empezar, debía estudiar la conducción eléctrica de los gases.

Las técnicas que inventó Rutherford par medir la conductividad de los gases entusiasmaron a su preceptor, pero en cuanto tuvo noticias del descubrimiento, unos meses antes de los rayos X, se dedicó a estudiarlos por libre. Rutherford tambien quedó encandilado con el recientísimo descubrimiento de la radioactividad, aunque se ignorara su naturaleza y procedencia exacta. Además, por aquellos años se decía que la radiactividad no servía para nada. Así estaban las cosas cuando Rutherford se interesó por el nuevo fenómeno y sin hacer caso a las pobres aplicaciones que se entreveían, se dedicó a trabajar en ello. Hasta que los Curie en París y Rutherford en Cambridge no aclararon qué era la radioactividad, Becquerel no se percató de la importancia de sus descubrimientos con el uranio. Rutherford continuó estudiando la conductividad eléctrica de los gases, y tambien descubrió que los elementos radioactivos emitían no una clase de rayos, sino dos muy distintas, a las que llamó alfa (α) y beta (β). Les encontró algunas propiedades, pero no las decisivas, que descubriría unos años más tarde.

Rutherford no vislumbraba futuro alguno en la Universidad de Cambridge, así que aceptó un puesto en la universidad canadiense de McGill, en Montreal. La cátedra que le ofrecieron y el laboratorio que se organizaría para desarrollar su labor estaban financiados por sir Willian Mac-Donald, un millonario comerciente de tabaco para quien fumar era un hábito inmundo. Con este nuevo trabajo Rutherford había visto la posibilidad de atraer a su querida Mary Newton y, sin pensárselo dos veces, en 1900 regresó a Nueva Zelanda para pedirle matrimonio y que se fueran a Canadá. Aquel viaje a su tierra natal se convirtió en las primeras vacaciones de Rutherford, por lo que se sintió espléndido y se gastó la friolera de 1250 dólares, el salario de medio año, entre el viaje, la boda y la luna de miel. La pareja llegó a Montreal en septiembre de 1900.

En McGill, el volcán que Rutherford llevaba dentro entró en erupción. Con 27 años, estando su querida y enérgica mary con él, con un puesto de trabajo estable aunque no muy bien pagado y en un laboratorio magníficamente equipado, este neozelandés de voz atronadora y mirada brillante hizo temblar la física. Durante nueve años en Canada, Rutherford investió e investigó, llegando a publicar más de 70 artículos y descubriendo que la radiactividad no consistía en otra cosa que en la desintegración espontánea de ciertos átomos pesados. Esta descomposición atómica se manifestaba en tres tipos de emisiones: la alfa, que eran átomos de helio; la beta, que eran electrones, y la ganma, que era radiación electromagnética muy energética, o sea, a altísima frecuencia y, en consecuencia, cortísima longitud de onda. Esto, por supuesto, llamó la atención de todo el mundo y le ofrecieron plazas en las mejores universidades del mundo, sobre todo de Estados Unidos. Pero los canadienses reaccionaron y le ofrecieron un sueldo mucho mejor, más presupuesto para su laboratorio y más becas para jóvenes brillantes.

Rutherford encontró pronto la ley que regía la desintegración atómica, es decir, el ritmo con que los átomos de una muestra radioactiva se desintegra. La vida media de los átomos radiactivos podía variar desde pocos segundos hasta miles de millones de años, y su ley predecía a la perfección esta inmensa variación. También observó que el uranio y otros elementos radiactivos se iban transformando en otros que, a su vez, se desintegraban (a ritmo distinto), terminando la cadena invariablemente en plomo. A esto le encontró Rutherford una aplicación magnífica. Examinando muestras geológicas que contuvieran estos elementos, así como el plomo, puesto que sabía a qué ritmo se desintegraba cada uno, podía establecer un límite inferior a la edad de la Tierra. Este método de datación de muestras antiguas aún se utiliza. El lema de Rutherford era hacer experimentos con aparatos de la mínima complejidad buscando la máxima precisión y tratando de explicarlos, a su vez, con las matemáticas más sencillas y rigurosas. En numerosas ocasiones dijo que creía en la simplicidad porque él era un hombre simple, y en este sentido acuñó la frase "Si le explicas a un camarero lo que estás haciendo y no entiende, el pobre no es el camarero, sino lo que estás haciendo". Esta manera de trabajar, una intuición formidable y una suerte no desdeñable, hicieron que consiguiera resultados decisivos. Un ejemplo, más bien ilustrativo de esto es el siguiente. Estudiando cómo las radiaciones ionizaban (cargaban eléctricamente) los gases, se le ocurrió echar una calada del humo de su cigarrillo en un tubo de medida. Aquello alteraba el resultado, de manera que así, como quien no quiere la cosa, inventó el detector de humos que hoy día sirve de alarma de incendios en muchos edificios públicos.

Rutherford estaba muy a gusto en Canadá, salvo por dos detalles: se sentía muy lejos de los grandes centros europeos de la física y, dado su nivel de exigencia, consideraba que los estudiantes canadienses no estaban muy bien formados. En 1907 sucedió que el profesor Schuster, de la Universidad de Manchester, heredó una descomunal fortuna y no se le ocurrió mejor idea que ofrecerle a Rutherford, de su propio pecunio, una cátedra muy bien pagada y dotada de medios experimentales y humanos. Así se hacían las cosas entonces. Rutherford, para alegría de Mary, a la que los fríos canadienses tenían trastornada, aceptó. Lo mejor del laboratorio en Manchester fue un joven alemán llamado Hans Geiger. Aquello era lo que él necesitaba: un alemán brillante con una capacidad de trabajo inagotable. Una de las cosas que hicieron juntos fue un aparato que registraba y contaba las partículas alfa una a una y también averiguaron que esas partículas pesadas producían unos pequeños destellos cuando chocaban con una pantalla de sulfato de zinc. Combinando ambas técnicas, ambos llegaron a contar el número de partículas alfa que emitía un gramo de radio en un segundo. También, con otros aparatos simples, dedujeron que la partícula alfa portaba una carga eléctrica doble que la del electrón, pero positiva. En 1908 fue cuando le otorgaron el premio Nobel...de Química, "por sus investigaciones sobre la desintegración de los elementos y la química de las sustancias radiactivas".

Curiosamente, el descubrimiento más importante de un laureado con el premio Nobel lo hizo después de serle otorgado tal galardón. A finales de 1910, Geiger y Rutheford estaban experimentando con haces de partículas alfa. A mayores, Hans Geiger aceptó dirigir los primeros trabajos de un estudiante llamado Marsden al que le sugerieron que estudiara si el platino o el oro podían hacer rebotar alguna partícula alfa. Se quedaron impresionados por sus resultados y Rutherford le propuso a sus colaboradores Geiger y Marsden que calcularan cómo tendrían que ser los átomos de pequeños, compactos y cargados eléctricamente de forma positiva para que produjeran esas desviaciones que observara Marsden. Él haría lo mismo y luego cotejarían los resultados. En pocos días concluyeron que si los átomos tuvieran toda su carga eléctrica positiva y prácticamente toda su masa concentrada en una esferita de diámetro diez mil veces menor que el del átomo, pocas alfa chocarían contra ellas, pero las que lo hicieran saldrían despedidas hacia trás. Habían descubierto el núcleo atómico.

La imagen del átomo dejó maravillados al mundo entero. Los átomos, además de contener electrones, contenían protones en igual número que los lectrones. Los protones (nuevo bautizo glorioso de Rutherford), tenían exactamente la misma carga eléctrica que los electrones, la elemental calculada por Millikan, pero de carácter positivo. Además, su masa debía ser unas 2000 veces superior a la de los electrones. Los hipotéticos propones se apilaban en una minúscula esfera, llamada núcleo atómico, en torno a la cual giraban los livianos electrones. Las proporciones eran como las de una perla (un centímetro de diámetro) y unas órbitas electrónicas que alcanzaban hasta los 100 metros. Así que...¡los átomos eran como un sistema solar en miniatura! Un átomo no se distinguía de otro más que en el número de protones de su núcleo y de electrones en la órbita. Además, según Rutherford, para que ese apelotonamiento de protones se mantuviera estable tendría que existir una fuerza entre ellos y otras partículas que la suministraran. Rutherford proponía así la impotente fuerza nuclear y la existencia del neutrón. Muy pronto se descubrieron los protones y más tarde, en 1932, los neutrones. Rutherford, una persona que no era modesta, se comportó muchas veces con la humildad de un hombre modesto. Prueba de ello es que se negó a firmar numerosos artículos que anunciaban grandes hallazgos, como el descubrimiento del núcleo atómico, porque consideró que el mérito era de sus discípulos (en este caso de Geiger y Marsden).

Otro problema, este insoslayable, surgió con el modelo planatario de Rutherford. Si los átomos eran como decía él, no podían ser estables porque un electrón sólo posría mantenerse en su órbita fracciones de segundo y después caería hacia el núcleo. De esa forma, la materia, formada por esos átomos, no podría existir. La solución la aportó Bohr, padre de la física atómica y un gran estudioso de la mecánica cuántica. Bohr fue a Manchester para estudiar con Rutherfor e hizo su tesis doctoral. Oto discípulo de Rutherford que obtuvo el premio Nobel. Rutherford, para inmenso orgullo de su madre y diversión suya, fue nombrado, primero sir, y años más tarde, nada menos que barón Rutherford de Nelson, Nueva Zelanda y Cambridge. Cosas de la monarquía británica. El año en que se le concedió su primer título nobiliario, 1914, se declaró la Primera Guerra Mundial, que pilló a Rutherford entre camino de su tierra para visitar a su familia. En cuanto regresó a Inglaterra, tres meses después, se puso a trabajar en el desarrollo de métodos para detectar submarinos. Y en cuanto terminó la guerra volvió a sus investigación y logró una nueva revolución: consiguió la primera reacción nuclear de la historia y la primera vez que se cumplía el sueño de los alquimistas de transmutar un elemento en otro.

Sólo una tragedia ensombreció la esplendorosa vida de Rutherford. Su hija única, Eileen, murió a los 29 años de edad a causa de una embolia, nueve días después de haber dado a luz a su cuarto hijo. Eran las Navidades de 1930. Al regresar a Inglaterra fue cuando lo nombraron barón, y Rutherford eligió para su escudo de armas dos símbolos que le honran: Kiwi, el más grande guerrero maorí, y Hermes Trimegisto, el que era considerado el más grande alquimista de la historia, así como pájaros y animales de la fauna neozelandesa. Además, el escudo se veía cruzado por las curvas de desintegración y crecimiento de la radiactividad. Las dos únicas veces que cumplió funciones de lord fue para apoyar la investigación científica e industrial. Por entonces había vuelto a la Universidad de Cambridge, a su viejo laboratorio Cavendish, donde permanecería hasta su muerte.

Rutherford, un pacifista redomado que hizo campaña mundial para prohibir el uso de los aviones en guerras fururas, que apoyó los mismos derechos para hombres y mujeres en la universidad, siempre manifestó su temor de que alguna vez la energía nuclear pudiera ser utilizada con fines bélicos. Este grandioso científico murió prematuramente, a los 66 años de edad, y sus cenizas fueron depositadas en la abadía de Westminster, cerca de Newton y Thomson.


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