Edwin McMillan: El hombre que bautizó al planeta con el nombre del elemento

En mayo de 1940, mientras trabajaba con un ciclotrón de Berkeley construido principalmente para desintegrar átomos en lugar de crearlos, Edwin McMillan y el químico Philip Abelson aislaron una sustancia que nadie había visto antes: el primer elemento creado más allá del uranio en la tabla periódica. Lo llamaron neptunio, porque Neptuno es el planeta que sigue a Urano; una pequeña broma con enormes consecuencias, ya que abrió la era transuránica que pronto daría lugar al plutonio, el material central de la bomba atómica.

La formación de un físico californiano

McMillan nació el 18 de septiembre de 1907 en Redondo Beach, California, hijo de un médico, y creció absorbiendo la ciencia casi por proximidad. Obtuvo su licenciatura y maestría en Caltech en 1928 y 1929, luego se trasladó al este para realizar su doctorado en Princeton, completado en 1932 bajo la dirección de Edward Condon con una tesis sobre la deflexión de un haz molecular en un campo eléctrico no uniforme, un trabajo de física preciso y basado en instrumentos que presagiaba el temperamento experimental que llevaría a Berkeley. Se unió al Laboratorio de Radiación de la Universidad de California en Berkeley en 1932 y permaneció allí, en distintas funciones, durante el resto de su carrera, ascendiendo desde instructor en 1935 hasta profesor titular en 1946 y, finalmente, director de todo el laboratorio desde 1958 hasta 1973.

El neptunio y la frontera de los transuránicos

El descubrimiento del neptunio respondió a un enigma planteado por los experimentos previos de bombardeo de uranio de Enrico Fermi, que habían producido misteriosos subproductos radiactivos que nadie podía identificar. McMillan y Abelson publicaron su resultado, titulado simplemente "Elemento radiactivo 93", en Physical Review el 27 de mayo de 1940. No fue una curiosidad aislada: el descubrimiento le dio a Glenn Seaborg, que trabajaba en el mismo laboratorio, la pista directa que produjo el plutonio más tarde ese mismo año. Por ese descubrimiento conjunto de los elementos transuránicos, McMillan y Seaborg compartieron el Premio Nobel de Química de 1951 "por sus descubrimientos en la química de los elementos transuránicos". Otros trabajos de laboratorio de McMillan incluyeron la identificación de los isótopos oxígeno-15 y berilio-10, este último notable por una vida media de aproximadamente 1,39 millones de años.

Los años de guerra y la bomba

La carrera de McMillan se cruzó directamente con el Proyecto Manhattan. Ayudó a establecer las especificaciones técnicas para el nuevo laboratorio en Los Álamos, reclutó personal científico, incluidos Richard Feynman y Robert Wilson, y se desempeñó como subdirector del esfuerzo para desarrollar un arma nuclear de tipo cañón antes de pasar a trabajar en el diseño de implosión. Estuvo presente en la prueba Trinity el 16 de julio de 1945, observando la primera detonación de un dispositivo construido sobre una física que él mismo había ayudado a hacer posible. Era una posición extraña para un hombre cuyo descubrimiento emblemático, apenas cinco años antes, se había presentado públicamente como una cuestión de pura curiosidad científica sobre la tabla periódica.

La invención del sincrotrón

La segunda gran contribución de McMillan llegó el mismo año que Trinity. En 1945 desarrolló el principio de "estabilidad de fase", un método para cronometrar los campos eléctricos aceleradores en un acelerador de partículas de modo que las partículas que llegan ligeramente antes o después sean automáticamente empujadas de nuevo a la sincronía. La idea hizo posible construir sincrotrones y sincrociclotrones capaces de alcanzar energías mucho más altas que los ciclotrones anteriores, cuyas partículas perdían el paso con el campo acelerador a medida que se acercaban a la velocidad de la luz. El físico soviético Vladimir Veksler había publicado una idea estrechamente relacionada en 1944, y ambos hombres, que desarrollaron el concepto de forma independiente a ambos lados de una frontera cerrada durante la guerra, compartieron el Premio Átomos para la Paz de 1963 en reconocimiento a ello.

Carrera posterior y honores

McMillan dirigió el Laboratorio de Radiación de Berkeley (más tarde Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley) durante quince años, presidió la Academia Nacional de Ciencias de 1968 a 1971 e incluso trabajó en el CERN después de su jubilación formal, contribuyendo a los experimentos sobre el momento magnético del muón en 1974 y 1975. Poseyó nueve patentes estadounidenses, incluida la del propio sincrociclotrón, y recibió la Medalla Nacional de Ciencia en 1990, un año antes de su muerte. Se casó con Elsie Walford Blumer en 1941; sus tres hijos le sobrevivieron. Sufrió un derrame cerebral en 1984 y murió el 7 de septiembre de 1991 en El Cerrito, California, por complicaciones de la diabetes. Su medalla Nobel se conserva en el Museo Nacional de Historia Estadounidense del Smithsonian.

Por qué a Edwin se le llama genio

La pretensión de genio de McMillan es más la de un artesano que la de un visionario: no buscaba la gran unificación ni una nueva teoría de la materia, sino que resolvía problemas instrumentales concretos (cómo mantener las partículas sincronizadas a medida que se acercan a la velocidad de la luz, cómo identificar una señal radiactiva débil enterrada en los restos de un ciclotrón) y cada solución terminaba reordenando un campo. La mención del comité del Nobel fue por un descubrimiento específico, no por un cuerpo de teoría, y los historiadores de la física generalmente le han atribuido un juicio experimental meticuloso y exigente en lugar de una originalidad conceptual arrolladora. La respuesta honesta a cualquier etiqueta de "genio" es que ambos logros distintivos tuvieron rivales cercanos y simultáneos: Abelson compartió el crédito total por el neptunio y Veksler llegó a la estabilidad de fase de forma independiente casi al mismo tiempo, lo que sugiere que las ideas estaban, en cierto sentido, listas para ser encontradas por cualquier experimentador suficientemente cuidadoso que trabajara en el mismo problema. Lo que es innegable es la densidad de resultados consecuentes y verificables que McMillan produjo a lo largo de cuatro décadas en el mismo banco de laboratorio, y la disciplina requerida para convertir dos acertijos físicos completamente diferentes (química nuclear y aceleración de partículas) en máquinas funcionales dentro del mismo período de cinco años.

Legado

Todos los sincrotrones modernos, desde los aceleradores hospitalarios para el tratamiento del cáncer hasta los anillos de refuerzo del Gran Colisionador de Hadrones, descienden de la idea de estabilidad de fase de McMillan, y el descubrimiento del neptunio sigue siendo el capítulo inicial de la química transuránica que define la ciencia nuclear actual. Su sobrino, el físico John Clauser, ganaría más tarde su propio Premio Nobel de Física en 2022, extendiendo un hilo familiar de rigor experimental a través de generaciones.