Maria Göppert Mayer: La mujer sin sueldo que descifró el núcleo

Durante casi treinta años trabajó sin salario. Las universidades que estaban encantadas de tener a su marido en la nómina invocaban normas contra el nepotismo para mantenerla fuera de ella, entregándole un escritorio, un título honorífico y nada más. En 1963, el comité Nobel de Estocolmo le otorgó una parte del Premio de Física por sus descubrimientos sobre la estructura de capas nuclear, convirtiéndola en la segunda mujer en ganarlo, después de Marie Curie en 1903, y la última en más de cincuenta años.

Una infancia en Gotinga

Fue la única hija de Friedrich Göppert, pediatra, y Maria Wolff. Nacida el 28 de junio de 1906 en Kattowitz, entonces alemana y hoy Katowice en Polonia, tenía cuatro años cuando la familia se mudó a Gotinga, donde su padre ocupó la cátedra de pediatría.

Su padre, según su propio relato, fue el progenitor que la formó: «Bueno, mi padre era más interesante», decía. «Después de todo, era un científico». Su consejo hacia ella quedó plasmado en una formulación contundente: no te conviertas en mujer, lo que significaba que no se conformara con ser solo una ama de casa. Asistió a la Höhere Technische de Gotinga y luego a una escuela preparatoria dirigida por sufragistas, y aprobó el Abitur a los diecisiete años, un año antes de lo previsto. Del pequeño grupo de chicas que hicieron el examen junto a ella, todas aprobaron. De los chicos, solo uno.

La tesis que nadie podía probar

Ingresó en la Universidad de Gotinga en 1924 para estudiar matemáticas, pasó un año en Cambridge y regresó. La física ganó la partida. Su tesis doctoral, completada en 1931, trataba sobre la absorción de dos fotones por los átomos, una predicción tres décadas adelantada a la tecnología necesaria para confirmarla, ya que solo el láser hizo observable el efecto. Sus examinadores fueron Max Born, James Franck y Adolf Windaus, los tres futuros ganadores del Premio Nobel. Eugene Wigner calificó más tarde la tesis como «una obra maestra de claridad y concreción». El cumplido ha sobrevivido a la oscuridad del documento: la unidad que usan hoy los físicos para medir las secciones transversales de absorción de dos fotones se llama Goeppert Mayer.

Treinta años sin sueldo

En enero de 1930 se casó con el químico estadounidense Joseph Edward Mayer y lo siguió a Johns Hopkins, donde él obtuvo una cátedra asociada. Tendrían dos hijos, Maria Ann y Peter Conrad. Johns Hopkins tenía reglas estrictas contra la contratación de cónyuges del profesorado; a ella le dieron un puesto de asistente con un salario nominal, un rincón de oficina y acceso a los edificios. Los utilizó. Enseñó y en 1935 publicó un artículo importante sobre la doble desintegración beta, uno de los procesos más raros y difíciles de observar en la naturaleza.

Cuando Joseph fue despedido en 1937, lo que se atribuyó ampliamente a la hostilidad departamental hacia una mujer en el edificio, la pareja se mudó a Columbia, donde nuevamente recibió una oficina sin salario y volvió a producir trabajo, esta vez en la órbita de Harold Urey y Enrico Fermi. La Sociedad Estadounidense de Física la eligió miembro en 1941. Fue en diciembre de ese año, a los treinta y cinco años, cuando obtuvo su primer nombramiento académico remunerado: docencia a tiempo parcial en Sarah Lawrence College. Tras Pearl Harbor, también se hizo cargo de las clases de Fermi en Columbia, sin cobrar.

Los años de la bomba

En la primavera de 1942 se unió a los laboratorios de materiales de aleación sustitutivos del Proyecto Manhattan en Columbia, trabajando en la separación de uranio-235 y en las propiedades del hexafluoruro de uranio. Edward Teller la atrajo al Proyecto de Opacidad, una investigación sobre cómo se comportan la materia y la radiación a las temperaturas de una explosión termonuclear, y en febrero de 1945 fue a Los Álamos para trabajar en el grupo de Teller, regresando a Nueva York en julio. Su veredicto sobre el trabajo de opacidad fue característicamente seco: «No encontramos nada y tuvimos suerte».

Valsistas en un salón de baile

En febrero de 1946, Joseph aceptó una cátedra en el Instituto de Estudios Nucleares de la Universidad de Chicago. Ella fue nombrada profesora asociada voluntaria, de nuevo sin sueldo, y simultáneamente aceptó un trabajo a tiempo parcial como física sénior en el recién fundado Laboratorio Nacional de Argonne. Su frase inicial en Argonne fue que no sabía nada de física nuclear. Luego programó la ENIAC para ejecutar cálculos de Montecarlo sobre la criticidad de los reactores.

Lo que notó en los datos fue que los núcleos que contenían 2, 8, 20, 28, 50, 82 o 126 protones o neutrones eran inusualmente estables. Wigner los llamó números mágicos, y el nombre se mantuvo. Ella propuso que los nucleones, como los electrones en un átomo, ocupan capas de energía creciente, y que un núcleo con capas completamente llenas es el más fuertemente ligado. El primer artículo que presentaba las pruebas apareció en Physical Review en agosto de 1948.

El mecanismo faltaba hasta que Fermi, al salir de su oficina, le preguntó si había alguna evidencia de acoplamiento espín-órbita, del espín de un nucleón interactuando con su movimiento orbital. Vio de inmediato que esa era la clave que generaba exactamente esa secuencia de números. «Fue como un rompecabezas», dijo. «Todo se volvió claro». Fermi, al verla explicarlo a gran velocidad, sonrió y se fue: «Mañana, cuando estés menos emocionada, puedes explicármelo».

Le gustaba describir el resultado como un salón de baile. Pensad en una habitación llena de bailarines de vals, decía, un círculo encerrado en otro círculo: se puede meter el doble de bailarines si una pareja gira en el sentido de las agujas del reloj y otra en sentido contrario.

En Alemania, Otto Haxel, J. Hans D. Jensen y Hans Suess habían llegado a la misma conclusión de forma independiente; su anuncio llegó primero, en junio de 1949, aunque su presentación fue anterior, en febrero. En lugar de pelear por ello, ella y Jensen se convirtieron en colaboradores y amigos, coescribiendo Elementary Theory of Nuclear Shell Structure en 1950. Trece años después compartieron la mitad del Premio Nobel de Física de 1963; Wigner se llevó la otra mitad.

Por qué llaman genio a Maria

La calidad que se muestra en su mejor trabajo es el reconocimiento de patrones operando sobre números que todos los demás podían ver y nadie más podía leer. Los números mágicos no estaban ocultos; estaban en tablas publicadas de estabilidad nuclear. Lo que ella aportó fue la convicción de que una lista de aspecto irregular —2, 8, 20, 28, 50, 82, 126— era la firma de una estructura, y luego el aparato matemático para derivar esa lista exacta a partir del acoplamiento espín-órbita en lugar de falsearla. Su tesis doctoral muestra el mismo rasgo en una clave diferente: una predicción correcta de un efecto físico treinta años antes de que alguien pudiera medirlo, lo que Wigner juzgó como «una obra maestra de claridad y concreción».

El contraargumento honesto tiene dos partes. Primero, la prioridad: Haxel, Jensen y Suess llegaron allí de forma independiente y casi simultánea, lo cual es la señal clásica de una idea cuyo momento había llegado en lugar de un salto que solo una mente podía dar. Segundo, la pista decisiva provino de la pregunta de Fermi sobre el acoplamiento espín-órbita: ella no lo generó por sí misma, aunque reconoció en segundos lo que significaba, lo cual es su propio tipo de habilidad. Frente a eso: ella hizo este trabajo sin tener ningún puesto remunerado, en un campo en el que había entrado tarde, habiendo aprendido física nuclear por su cuenta después de decir claramente que no sabía nada. Si la palabra genio encaja o no, esa combinación de persistencia y velocidad de perspicacia es lo que el comité Nobel finalmente certificó.

Después

En 1960, superados los cincuenta años, finalmente fue nombrada profesora titular en la Universidad de California, San Diego. Un derrame cerebral poco después de su llegada no detuvo su enseñanza ni su investigación. Murió de un ataque al corazón en San Diego el 20 de febrero de 1972, a los 65 años.

Su nombre está ahora unido a las cosas que durante mucho tiempo se le negaron: la unidad Goeppert Mayer en óptica, el premio de la Sociedad Estadounidense de Física para mujeres físicas al inicio de su carrera establecido en 1986, Mayer Hall en la UC San Diego, un premio en Argonne, un cráter en Venus, un lugar en 1996 en el Salón Nacional de la Fama de la Mujer y un sello postal estadounidense emitido en 2011.