Hans Bethe: El hombre que explicó la luz del sol

En 1938, un refugiado de treinta y dos años en Cornell descubrió de dónde proviene la luz de las estrellas. El ciclo CNO —el carbono catalizando la fusión de hidrógeno en helio— determinó la principal fuente de energía de las estrellas más pesadas de la secuencia principal y, finalmente, le valió un Premio Nobel. Cuatro años después, el mismo hombre estaba en el desierto de Nuevo México, dirigiendo la división que calculó cuánto destruiría una bomba atómica en una ciudad. Hans Bethe pasó el resto de su larguísima vida tratando de recuperar el control sobre aquel segundo descubrimiento.

De Estrasburgo a Sommerfeld

Nació el 2 de julio de 1906 en Estrasburgo, entonces parte de la Alsacia-Lorena alemana, hijo de Anna Kuhn y Albrecht Bethe, profesor de fisiología. Ingresó en la Universidad de Frankfurt en 1924 y obtuvo su doctorado en Múnich en 1928 bajo la supervisión de Arnold Sommerfeld, el mayor mentor de físicos teóricos de la época, con una tesis sobre la teoría de la difracción de electrones en cristales. La productividad comenzó de inmediato y nunca se detuvo realmente: la fórmula de Bethe para la pérdida de energía de partículas cargadas al atravesar la materia en 1930, el ansatz de Bethe —un método para encontrar soluciones exactas de modelos cuánticos de muchos cuerpos que sigue siendo fundamental en la física matemática— en 1931.

En 1933 fue despedido de la Universidad de Tubinga debido a su ascendencia judía. Se fue a Inglaterra y en 1935 a la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, con un salario de 3.000 dólares. Permaneció allí durante setenta años. Se casó con Rose Ewald el 13 de septiembre de 1939, se convirtió en ciudadano estadounidense en 1941 y más tarde escribió a Sommerfeld: "Me siento mucho más en casa en Estados Unidos de lo que jamás me sentí en Alemania. Como si hubiera nacido en Alemania solo por error, y solo hubiera llegado a mi verdadera patria a los 28".

Por qué brillan las estrellas

La nucleosíntesis estelar era el problema de la década, y Bethe resolvió la parte difícil. Su explicación del ciclo carbono-nitrógeno-oxígeno detalló cómo las estrellas masivas convierten masa en radiación y, por extensión, por qué el cielo está lleno de luz en lugar de cenizas. Fue reconocido con el Premio Nobel de Física en 1967, casi treinta años después del hecho.

Los Álamos

De 1942 a 1945, Bethe dirigió la División Teórica en Los Álamos, el grupo responsable de convertir la física en armamento. Su equipo calculó la masa crítica de uranio-235, desarrolló la teoría de la bomba de implosión y trabajó en iniciadores de neutrones y la propagación de la radiación. Con Richard Feynman ideó la fórmula de Bethe-Feynman para estimar el rendimiento explosivo de un arma de fisión. Su justificación fue la que usaron la mayoría de sus colegas, y nunca la adornó: "La bomba de fisión tenía que hacerse, porque los alemanes supuestamente la estaban haciendo".

La bomba de hidrógeno era diferente, y nunca se sintió cómodo con ella. En 1968 describió su propio razonamiento con una franqueza inusual: "Si yo no trabajaba en la bomba, alguien más lo haría, y pensé que si estaba cerca de Los Álamos todavía podría ser una fuerza a favor del desarme". Cuando le preguntaron quién fue el padre de aquel ingenio, dio la respuesta definitiva: "Ulam es el padre, porque proporcionó la semilla, y Teller es la madre, porque permaneció con el niño. En cuanto a mí, supongo que soy la partera".

Doce ecuaciones

Entonces, en 1947, llegó el cálculo que sus colegas aún describen con algo parecido al asombro. Los experimentadores habían encontrado una pequeña anomalía en los niveles de energía del hidrógeno —el desplazamiento de Lamb— que la teoría existente no podía acomodar. Bethe lo calculó en un artículo de tres páginas que contenía doce ecuaciones matemáticas, demostrando que los infinitos que plagaban la electrodinámica cuántica podían manejarse y que la teoría era fundamentalmente sólida. Feynman lo llamó "el descubrimiento más importante en la historia de la teoría de la electrodinámica cuántica". Paul Dirac lo llamó "el cálculo más importante en física durante décadas". La electrodinámica cuántica moderna, la teoría más probada de la ciencia, comienza ahí.

El largo argumento

Habiendo ayudado a construir las armas, Bethe pasó cinco décadas argumentando en su contra. Hizo campaña contra las pruebas nucleares con Albert Einstein a través del Comité de Emergencia de Científicos Atómicos y trabajó con sucesivas administraciones estadounidenses, ayudando a lograr el Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos Nucleares de 1963 y el Tratado sobre Misiles Antibalísticos de 1972. Fue un tipo de activismo peculiarmente de Bethe: técnico, paciente, llevado a cabo a través de documentos de comités y cálculos de rendimiento en lugar de manifiestos, y efectivo precisamente por esa razón. Permaneció en Cornell durante todo el tiempo como profesor de física John Wendell Anderson, publicando hasta pasados los noventa años.

Por qué a Hans se le llama genio

La cualidad específica aquí es la capacidad de resolución de problemas a escala industrial: la capacidad de tomar una situación física que nadie había reducido a números —una estrella, una onda de choque, una línea espectral anómala— y producir el número. Su estudiante de doctorado Freeman Dyson lo llamó "el supremo solucionador de problemas del siglo XX". El artículo sobre el desplazamiento de Lamb es la prueba: tres páginas, doce ecuaciones, el rescate de la electrodinámica cuántica y dos de los físicos más eminentes vivos calificándolo como el cálculo más importante en décadas. Muy pocas personas han contribuido al más alto nivel a la física del estado sólido, la teoría de reacciones nucleares, la astrofísica, el diseño de armas y la teoría cuántica de campos; Bethe hizo las cinco.

El contraargumento honesto es que Bethe no fue un revolucionario. No fundó ningún marco ni cambió la imagen del mundo; trabajó dentro de la mecánica cuántica como la habían dejado Born y Heisenberg y dentro de la electrodinámica cuántica como la había dejado Dirac, y sus logros característicos son cálculos dentro de las teorías de otras personas, por muy brillantes que fueran. Los escépticos de otro tipo señalan el registro moral: hizo que la bomba funcionara y luego pasó cincuenta años presionando contra sus consecuencias, y su propia explicación —que alguien más lo habría hecho de todos modos, y que él podría ser una fuerza a favor del desarme desde adentro— es la defensa estándar de todo científico de armas que alguna vez quiso ambas cosas. Bethe lo sabía. Su negativa a aceptar la paternidad de la bomba H, y su insistencia en la palabra "partera", se lee como la de un hombre que lleva sus propias cuentas.

Legado

Los honores se acumularon a lo largo de seis décadas: la Medalla Henry Draper en 1947, miembro extranjero de la Royal Society en 1957, la Medalla Franklin en 1959, la Medalla Eddington y el Premio Enrico Fermi en 1961, el Premio Rumford en 1963, el Premio Nobel en 1967, la Medalla Nacional de Ciencia en 1975, la Medalla de Oro Lomonosov en 1989, la Medalla Oersted en 1993, la Medalla Bruce en 2001 y la Medalla Benjamin Franklin a título póstumo en 2005. Murió en Ithaca el 6 de marzo de 2005, a los noventa y ocho años, habiendo sobrevivido a casi todos con los que trabajó y habiendo explicado, en el camino, por qué hay luz del día.