Una técnica clásica para penetrar la estructura de la materia, objeto del Nobel de Física

El estadounidense Clifford Shull (79 años) y el canadiense Bertram Brockhouse (76 años) obtuvieron ayer conjuntamente el Premio Nobel de Física 1994 por sus investigaciones, realizadas hace 40 años, en la técnica de difracción de neutrones, utilizada para estudiar la estructura atómica de la materia. "Shull ayudó a responder a la pregunta de dónde están los átomos [en un material], y Brockhouse, a la de qué hacen los átomos" declaró el Instituto Nobel. El científico estadounidense de origen húngaro George A. Olah. (67 años) ha sido el ganador del Premio Nobel de Química por "su contribución en el campo de los iones carbonio", anunció también ayer el instituto.

Olah, que tras la revuelta anticomunista de 1956 en su país, emigró a EE UU, trabaja actualmente en la Universidad de California del Sur, en Los Ángeles.Cada uno de los premios, que este año se han dedicado a trabajos ya clásicos en física y química, está dotado con el equivalente a 122 millones de pesetas. La ceremonia de entrega de todos los galardones se celebrará en diciembre en Estocolmo.

Brockhouse y Shull realizaron sus trabajos en los primeros reactores nucleares de Estados Unidos y Canadá, en los años 40 y 50 respectivamente. Desde entonces, las técnicas de difracción de neutrones se han perfeccionado mucho y se utilizan intensamente en física de la materia condensada, electrónica y biología para estudiar la estructura y la dinámica de sólidos y líquidos.

Tres ejes

"No sucede a menudo que un trabajo tan antiguo como éste resulte premiado. Esto lo hace mucho más emocionante", declaró ayer Shull, profesor de física nuclear del Instituto de Tecnología de Massachusetts hasta que se retiró hace ocho años. Ayer recordaba que hizo los trabajos ahora premiados en el laboratorio de Oak Ridge (Tennessee, EE UU) a finales de los años 40. "Lo que me da más pena es que mi antiguo colega Ernest Wollan ya no esté vivo para compartir este honor conmigo", añadió.

Brockhouse trabajó en el reactor de Chalk River (Canadá). De 1955 a 1960 desarrolló un equipo básico, el espectrómetro de tres ejes, y elaboré el método para analizar el espectro energético de los neutrones después de su difracción.La técnica iniciada por Shull y Broekhouse, trabajando separadamente, consiste en bombardear con neutrones generados en un reactor nuclear el material que se quiere analizar. Los neutrones, partículas subatómicas, chocan con los átomos de la muestra cuya distribución se refleja en la distribución de los neutrones tras los choques.

Son como una sonda que penetra en la materia y permite estudiar la estructura cristalina, magnética y hasta las vibraciones de los átomos en los materiales.

Como los neutrones carecen de carga eléctrica no interaccionan con la cargas de los electrones y nucleos atómicos, lo que permite, por ejemplo, estudiar la estructura magnética de una muestra.

"Se considera el método más importante para obtener información sobre la estructura y la dinámica de los átomos en materiales sólidos o en fluidos", declaró ayer Carl Nordling, presidente del comité Nobel de Física.

Ninguna en España

Las fuentes de neutrones para este tipo de análisis son grandes instalaciones y pocos países cuentan con ellas. En España no hay ninguna, por lo que los científicos usuarios de esta técnica recurren a las existentes en Francia, Reino Unido y EE UU.

Miles de investigaciones en el mundo se están realizando en diferentes centros de difracción de neutrones. Uno de los más importantes es el del Instituto Lane-Langevin (ILL), en Grenoble, Francia. En esta instalación se realizan investigaciones de muy diferentes áreas, desde la estructura atómica de materiales superconductores de alta temperatura o las propiedades de polímeros, hasta los movimientos de los átomos en conjuntos moleculares, incluidos virus, proteínas, membranas biológicas y el ADN.

En el campo del medio ambiente, estas técnicas han permitido comprender mejor los peligros de los contaminantes químicos y mejorar la depuración catalítica de los gases de escape.