Chien-Shiung Wu: La mujer que rompió la paridad

Durante el invierno de 1956 y hasta enero de 1957, en un laboratorio de criogenia del National Bureau of Standards, Chien-Shiung Wu enfrió una muestra de cobalto-60 hasta casi el cero absoluto, alineó los núcleos con un campo magnético y contó los electrones emitidos. Salieron más electrones en contra de la dirección del espín nuclear que a favor. La asimetría significaba algo que ningún físico había esperado: una partícula fundamental y su imagen especular no siempre son idénticas, y el universo puede distinguir la izquierda de la derecha. Diez meses después, el Premio Nobel de Física fue otorgado a los dos teóricos que sugirieron que ella investigara. Su nombre no aparecía en él.

La escuela que construyó su padre

Wu nació el 31 de mayo de 1912 en Liuhe, Taicang, provincia de Jiangsu. Su padre, Wu Zhong-Yi, era ingeniero y un progresista social que fundó la escuela Ming De para niñas en una época en la que educar a las hijas todavía era un argumento que había que ganar. Wu recibió allí su educación primaria. Su madre, Fan Fu-Hua, era maestra. A los once años ingresó como interna en la Escuela Normal Femenina N.º 2 de Suzhou, tras quedar novena de aproximadamente diez mil aspirantes.

Ingresó en la Universidad Central Nacional en 1930 con la intención de estudiar matemáticas, pero se cambió a física, participando en protestas estudiantiles durante el proceso. Se graduó en 1934, investigó en el Instituto de Física de la Academia Sínica y, en agosto de 1936, zarpó hacia Estados Unidos con su amiga, la química Dong Ruo-Fen.

Berkeley y la bomba

En Berkeley obtuvo su doctorado en 1940 bajo la dirección de Ernest Lawrence, trabajando estrechamente con Emilio Segrè sobre la desintegración beta y el xenón radiactivo. J. Robert Oppenheimer formó parte de su comité doctoral y quedó impresionado por su dominio de las secciones transversales de absorción de neutrones. Luis Alvarez, de forma menos útil, la llamó «la física experimental más talentosa y hermosa que he conocido». Se casó con el físico Luke Chia-Liu Yuan el 30 de mayo de 1942 en la casa de Robert Millikan, enseñó en el Smith College y se convirtió en la primera mujer en el cuerpo docente de física de Princeton, donde enseñó a oficiales navales.

En 1944 se unió a los Laboratorios de Materiales de Aleación Sustitutos en Columbia y al Proyecto Manhattan, trabajando en la difusión gaseosa para el enriquecimiento de uranio, construyendo modelos de separación para la planta K-25 de Oak Ridge y perfeccionando contadores Geiger. Su contribución más importante fue un conocimiento que nadie más tenía. Cuando el reactor B de Hanford seguía apagándose misteriosamente, Enrico Fermi la buscó: su trabajo doctoral inédito sobre el xenón-135 lo identificó como el veneno neutrónico responsable. Se cree que fue la única persona china en el proyecto. Más tarde se distanció de él por lo que llamó sus consecuencias destructivas.

Columbia: Desintegración beta y una primicia olvidada

Wu permaneció en Columbia el resto de su carrera, y entre 1949 y 1963 realizó el minucioso trabajo que dio una base experimental sólida a la teoría de la desintegración beta de Fermi de 1934, atribuyendo las discrepancias anteriores a un artefacto de las gruesas películas de sulfato de cobre en los aparatos de otras personas. Su libro de texto de 1966 Beta Decay, escrito con Steven Moszkowski, se convirtió en la referencia estándar.

En noviembre de 1949, en el sótano del Pupin Hall, ella y su estudiante de posgrado Irving Shaknov hicieron algo cuya importancia tardó décadas en reconocerse. Usando cobalto-64 como fuente de positrones y dos detectores de rayos gamma construidos con tubos fotomultiplicadores y centelleadores de antraceno, midieron la correlación angular de los pares de fotones producidos por la aniquilación electrón-positrón, manteniendo un detector fijo y colocando el otro en cuatro ángulos azimutales durante treinta horas continuas de conteo. La asimetría medida de 2,04, frente a una teórica de 2,00, fue la primera verificación experimental concluyente del entrelazamiento de fotones, quince años después del artículo de Einstein-Podolsky-Rosen. El Premio Nobel de Física 2022 fue otorgado por trabajos construidos sobre esa base.

El premio que no recibió

En 1956, Tsung-Dao Lee y Chen-Ning Yang propusieron que la paridad, la supuesta simetría entre un proceso y su imagen especular, podría no conservarse en las interacciones débiles. Era una teoría que nadie sabía cómo probar. Wu diseñó la prueba, canceló un viaje planeado para llevarla a cabo y la realizó con un equipo de Columbia y el National Bureau of Standards. El resultado fue inequívoco y reescribió la imagen estándar de la fuerza débil.

Lee y Yang recibieron el Premio Nobel de 1957. Wu no lo compartió. Fue nominada repetidamente después, según un recuento al menos una docena de veces y según otro veintitrés veces entre 1958 y 1974 por dieciocho físicos diferentes, y nunca ganó. Lars Brink, ex presidente del Comité Nobel de Física, ha dicho que su experimento de paridad era de categoría Nobel y describió su trabajo sobre paridad y entrelazamiento como «dos gemas en un joyero». Brink también informó que el propio Yang dijo que Wu debería haber sido co-receptora en 1957.

Primera dama de la física

Se convirtió en ciudadana estadounidense en 1954, profesora titular en 1952 como la primera mujer en su departamento, profesora catedrática en 1958 y la primera titular de la cátedra Michael I. Pupin en 1973. Confirmó la hipótesis de la corriente vectorial conservada de Feynman y Gell-Mann en 1962-63, buscó la doble desintegración beta en una mina de sal a seiscientos metros bajo el lago Erie, realizó pruebas de la desigualdad de Bell con sus estudiantes Leonard Kasday y John Ullman, y aplicó la espectroscopia Mössbauer a la estructura molecular de la anemia falciforme. Fue llamada la Primera Dama de la Física, la Marie Curie china y la Reina de la Investigación Nuclear; sus estudiantes, que la encontraban exigente, la llamaban la Dama Dragón. Insistió en ser llamada profesora Wu, no profesora Yuan. En un simposio del MIT en 1964 preguntó a los presentes si «los pequeños átomos y núcleos» tienen «alguna preferencia por el trato masculino o femenino».

Por qué Chien-Shiung es llamada genio

El genio de Wu es de un tipo que el público subvalora reflexivamente: es experimental. La teoría de la paridad era de Lee y Yang. Lo que Wu aportó fue la pregunta mucho más difícil de cómo saberlo, y la respuesta requería polarizar núcleos de cobalto a temperaturas apenas superiores al cero absoluto y mantener todo el delicado arreglo estable el tiempo suficiente para contar una asimetría estadísticamente decisiva, en un momento en que nadie había hecho nada comparable. Eso no es una contribución técnica. Es diseño, y el diseño de esa calidad es lo suficientemente raro como para que su colega Herwig Schopper informara la regla de trabajo de la profesión: «si el experimento fue realizado por Wu, debe ser correcto». Según Physics Today, era «conocida por sus diseños ingeniosos y precisos» y se situaba «entre los experimentalistas más destacados de su tiempo».

El contraargumento honesto es que el salto conceptual de 1956 no fue suyo, y que una carrera de mediciones magníficas, por decisivas que sean, se sitúa de forma distinta en la historia de la física que una carrera teórica. Wu no propuso la violación de la paridad; ella acabó con la alternativa. Pero el mismo cargo degradaría a Michelson y Morley, e ignora 1949, donde la iniciativa intelectual fue totalmente suya y quince años adelantada a la capacidad del campo para apreciarla. La afirmación más justa es que Wu fue un genio del aparato y la prueba decisiva, y que el hecho de que el comité Nobel no lo reconociera es considerado hoy por muchos como uno de sus errores más graves.

Legado

Wu recibió el Premio Comstock en 1964 como su primera mujer, la Medalla Nacional de Ciencia en 1975 y el Premio Wolf inaugural de Física en 1978. Fue la primera mujer en presidir la Sociedad Estadounidense de Física. El asteroide 2752 lleva su nombre, al igual que una calle en el CERN, concedido solo una vez antes a una mujer, Marie Curie. Murió el 16 de febrero de 1997 en Nueva York tras un derrame cerebral, a los ochenta y cuatro años, y sus cenizas fueron enterradas en el patio de la escuela Ming De en Liuhe, la escuela que su padre construyó para que las niñas pudieran aprender.