Aston, Francis William (1877-1945).
Físico y químico británico nacido en Harborne (Birmingham, Gran Bretaña) el 1 de septiembre de 1877 y fallecido en Cambridge (Cambridgeshire, Gran Bretaña) el 20 de noviembre de 1945. En 1922 fue galardonado con el Premio Nobel de Química por sus trabajos sobre espectroscopia y radiactividad.
Nacido en el seno de una familia humilde en la que ocupaba el tercer puesto entre siete hermanos, cursó sus primeros estudios en la escuela de la vicaría de su ciudad natal, en la que dio muestras de poseer una viva inteligencia. Pasó luego al Malvern College, en donde desarrolló un marcado interés por las Ciencias, y más tarde ingresó en la Universidad de Birmingham, donde estudió Química bajo la tutela de algunos maestros tan prestigiosos como Edward Frankland (1825-1899), y Física al amparo de John Henry Poynting (1852-1914).
Enseguida brilló como alumno aventajado en ambas disciplinas científicas (especialmente en el estudio de la Química, aunque más adelante triunfaría como físico), por lo que, en 1898, obtuvo una beca Foster que le permitió investigar las características ópticas de los derivados de los ácidos tartáricos, trabajo cuyos resultados publicó, con gran reconocimiento de sus colegas, en 1901.
Por necesidades económicas, a comienzos del siglo XX dejó la investigación y el entorno universitario para entrar a trabajar en los laboratorios de una empresa cervecera, donde empezó a manifestar un mayor interés por la Física, en detrimento de la Química. Dotado de una innata capacidad para la invención mecánica, pronto desarrolló novedosos mecanismos que mejoraban mucho las antiguas bombas empleadas para evacuar la cerveza de los grandes contenedores donde se almacenaba. Fue así como comenzó a interesarse por los fenómenos de descarga de fluidos a través de tubos.
Así las cosas, en 1903 regresó al mundo académico merced a una beca de la Universidad de Birmingham, para colaborar con el célebre físico y químico William Crookes (1832-1919) en sus experimentos con tubos de descarga de rayos catódicos. Poco después, descubrió el fenómeno bautizado como el espacio de la obscuridad de Aston.
Pero el impulso definitivo a su carrera se lo dio el químico de Manchester Joseph John Thomson (1856-1940), quien, a finales de 1909, llamó a Aston para que se incorporara, en calidad de ayudante suyo, al laboratorio de Cavendish (Universidad de Cambridge). Allí, Francis William Aston descubrió, en 1910, la existencia de dos isótopos distintos del átomo de neón; es decir, dos átomos que tienen idéntico número de protones (o número atómico) y que, por ende, pertenecen al mismo elemento químico y ocupan un mismo lugar en la tabla periódica, pero que poseen diferente masa atómica (o sea, un número distinto de neutrones en su núcleo).
Hasta entonces, nadie había oído hablar de la existencia de los isótopos, término que acuñó, pocos años después, otro gran científico británico, Frederick Soddy (1877-1956). El único que había experimentado por esta vía había sido el francés Henri Antoine Becquerel (1852-1908), descubridor de la radiactividad natural que se produce durante la desintegración del uranio.
Al estallar la I Guerra Mundial (1914-1919), Francis William Aston volvió a alejarse del ámbito académico, ahora para colaborar con las Fuerzas Aéreas británicas. En calidad de asesor técnico de los ingenieros aeronáuticos, estudió los efectos de los factores meteorológicos en las capas sintéticas de los aviones.
Acabada la guerra, volvió a la Universidad de Cambridge como miembro titular de su afamado laboratorio Cavendish, donde, en 1920, construyó el aparato que habría de darle fama universal: el espectrógrafo de masas, también conocido como espectrógrafo de Aston. Con este utensilio, que permite separar distintas substancias químicas, analizarlas y localizar los isótopos de un mismo elemento, el científico de Harborne logró no sólo resolver el problema de los isótopos del neón, sino descubrir también los del cloro y los de otros elementos.
La invención de este espectrógrafo, que permite separar las partículas cargadas en función de su masa, le valió a Aston el Premio Nobel en 1922. Se trata de un aparato compuesto por un generador de iones, una cámara en la que se ha obtenido el vacío (donde los iones se aceleran por la acción de una diferencia de potencial), un campo electromagnético (en el que se desvían las partículas en función de su masa y de su carga eléctrica), y un colector (que puede tratarse de un detector eléctrico -en cuyo caso el aparato recibe la denominación de espectrómetro de masas-, o de un de una placa fotográfica -que se emplea en el llamado espectrógrafo-).
Por medio de una variación inducida de la tensión eléctrica aceleradora y de la intensidad del campo deflector, se consigue enfocar adecuadamente el chorro de iones. Las partículas proceden, entonces, a separarse en virtud de la relación establecida entre su carga y su masa, y chocan con una placa fotográfica en la que dejan grabadas unas líneas obscuras que conforman su espectro.
Como ya se ha indicado anteriormente, con este instrumento Aston no sólo pudo ampliar los conocimientos que hasta entonces había acerca de los isótopos del neón, sino que logró detectar la existencia de doscientos doce isótopos estables de distintos elementos (de los doscientos ochenta y siete isótopos estables que existen). Pronto se hallaron numerosas aplicaciones para este invento, sobre todo en los ámbitos de la Geología, la Biología, la Química y la Física nuclear.
Además, merced al espectrómetro de masas Aston pudo descubrir y enunciar la regla del número entero, según la cual "las masas atómicas de todos los isótopos son números aproximadamente enteros, por lo que, cuando hay masas fraccionarias, es debido a que el elemento en cuestión es una mezcla de isótopos".
Asimismo, el científico británico enunció la conocida como regla de Aston, que establece que "los elementos de número atómico impar no pueden tener más de dos isótopos estables". Los resultados de sus investigaciones quedaron recogidas en algunas obras tan valiosas como Isótopos (1922), Unidades estructurales del Universo material (1923) y Espectros de masas e isótopos (1933).
Aston, soltero empedernido, fue, amén de un sobresaliente científico, un consumado deportista que practicó con éxito disciplinas tan variadas como el esquí, el alpinismo, el tenis y la natación. Brilló, asimismo, por sus dotes musicales, que le permitieron tocar con virtuosismo el violín, el violonchelo y el piano.
A partir de 1920 -año en el que fue galardonado con la prestigiosa medalla Mackenzie Davidson, de la Rötngen Society-, Aston impartió clases en el célebre Trinity College, de la Universidad de Cambridge. En 1921 fue nombrado miembro de la Royal Society, y un año después fue condecorado con la medalla Hughes. Entre otros muchos honores y galardones, recibió también el premio John Scott (1923), la medalla Paterno (1923), la medalla Real (1938) y la medalla Duddell de la Physical Society (1941). Fue miembro honorario de la Academia Rusa de Ciencias y de la Accademia dei Lincei, y doctor honoris causa por las universidades de Birmingham y Dublín.
