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FísicaBiografía

Cronin, James Watson (1931-VVVV).

Físico estadounidense, nacido en Chicago en 1931, cuyos experimentos, realizados con V. L. Fitch y otros colaboradores, demostraron que ciertas leyes de simetría consideradas como fundamentales hasta 1964 no se verificaban en algunos procesos del mundo subatómico. Por las profundas implicaciones de este descubrimiento, recibió en 1980, junto con V. L. Fitch, el premio Nobel de Física.

Cronin y Fitch estudiaron la desintegración de los mesones-K neutros a lo largo de los años sesenta y principios de los setenta, en colaboración con otros científicos, y pusieron en evidencia que estas partículas subatómicas a veces se desintegran a través de procesos que violan la simetría CP, es decir, procesos a los que tras aplicarles las operaciones de simetría inversión espacial más conjugación de carga se obtienen otros procesos que no pueden suceder. Esta rotura de simetría implicaba una violación de la simetría temporal, es decir, implicaba que el tiempo no siempre es reversible a escala subatómica, como se había supuesto hasta la fecha.

Más recientemente, estas asimetrías se han propuesto por algunos cosmólogos como causas primordiales de la predominancia de la materia frente a la antimateria en el universo.

James Cronin inició sus estudios universitarios en 1951, en la Universidad de Chicago, después de que su interés natural por la Ciencia fuera afianzado y estimulado por su profesor de Física en el instituto, Charles H. Marshall, quien hacía hincapié en los métodos analíticos aplicados a sistemas físicos sencillos y en los problemas experimentales prácticos. En la universidad tuvo como profesores a físicos destacados como Enrico Fermi, Edward Teller y Murray Gell-Mann, entre otros. Precisamente fue éste último quien estimuló su interés en la Física de partículas subatómicas durante un curso sobre lo que en aquel entonces era un nuevo campo de investigación.

Después de recibir su doctorado en 1955 se unió al grupo de Rodney Cool y Oreste Piccioni, quienes trabajaban en el Laboratorio Nacional de Brookhaven con el Cosmotrón, el nuevo acelerador de 3 GeV. En este laboratorio fue donde se descubrió el mesón-K neutro y se predijo y comprobó experimentalmente en 1956 por parte de T.D. Lee y C. D. Yangla violación de la simetría de paridad.

Fue este último descubrimiento, la violación de la simetría de paridad, lo que le llevó a investigar en este campo a partir de la violación de paridad que se producía en las desintegraciones de los hiperones, pero a principios de 1958 el cosmotrón se estropeó y él y sus colaboradores tuvieron que trasladar su experimento al Bevatron de Berkeley (California), donde conoció a William Wenzel y Bruce Cork, de quienes aprendió, según explica él mismo en su autobiografía, a no dejarse intimidar por la complejidad de los componentes de los aparatos de experimentación.

En otoño de 1958, Val Fitch le convence para que se una al departamento de Física de la universidad de Princeton, donde sigue estudiando la desintegración de los hiperones y colabora en el desarrollo de la cámara de chispas con el objetivo de convertirla en una herramienta práctica para la investigación. Más adelante se une a Val Fitch para estudiar, junto con James H. Cristenson, recién graduado en aquel momento, la desintegración de los mesones-K neutros en el acelerador de Brookhaven, investigación que llevó al descubrimiento de la violación de la simetría CP en el verano de 1964. Los detectores que implementaron en el acelerador eran una combinación de cámaras de chispa, escintiladores y contadores Cerenkov.

Después del descubrimiento, pasó un año en Francia trabajando en los detalles de la violación CP por parte de los mesones-K neutros en el Centre d'Etudes Nucleaires con René Turlay, estudiante de postdoctorado en aquel entonces. Además de a investigar, se dedica a conocer la cultura francesa y a aprender francés. Según dice él mismo en su autobiografía, redactada en ocasión de la concesión del Premio Nobel, una de las mayores satisfacciones de su vida fue dar una conferencia en francés en el College de Francia.

En 1965 regresa a Princeton, donde inicia otra serie de experimentos sobre los modos de desintegración del mesón-K neutro de vida larga (estado KL) en los que trabaja hasta 1971, año en el que vuelve a la Universidad de Chicago como catedrático de Física. Influye en su decisión de regresar a Chicago el hecho de que el nuevo acelerador del Fermilab, capaz de dotar a las partículas con una energía de 400 GeV, se estuviera construyendo cerca de esa ciudad.

En el Fermilab lleva a cabo experimentos sobre producción de partículas con altos momentos transversales y sobre producción directa de leptones. En el momento en que le es concedido el Nobel, en 1980, se hallaba preparando experimentos para estudiar con mucha mayor precisión alguno de los parámetros de la violación de la simetría CP por parte de los mesones-K neutros.

Actualmente, en los primeros años del s. XXI, James Cronin lidera, desde hace unos años, el proyecto multinacional Pierre Auger, cuyo objetivo es aclarar la naturaleza y procedencia de los rayos cósmicos de ultra alta energía, compuestos por partículas con energías del orden de 3x1020 eV, lo que equivale a 50 joules.

Bibliografía

  • CHRISTENSON; J. H., CRONIN, J. W.; FITCH, V. L.; TURLAY, R.; "Evidence for the 2p decay of the K02 meson" Phys. Rev. Lett. 13 (1964) 138

  • SÁNCHEZ DEL RÍO, Carlos (coord.). Física cuántica. Madrid, Pirámide, 2002.

  • HOOFT, Gerard't. Partículas elementales. Barcelona, Crítica, 2001.

Enlaces en Internet

http://www.nobel.se/physics/laureates/1980/cronin-autobio.html; Autobiografía de James Cronin con enlace al discurso que dio en la ceremonia de concesión del premio Nobel (En inglés).
http://www.bnl.gov/bnlweb/history/Nobel/Nobel_80.html; Página del laboratorio de Brookhaven en la que se explica el descubrimiento de Cronin y Fitch (En inglés).
http://www.bnl.gov/bnlweb/facilities/AGS.html; Página del acelerador empleado por Cronin y Fitch en sus experimentos con mesones-K neutros en 1964 (En inglés).
http://www.ciencia-hoy.retina.ar/hoy71/JamesCronin.htm; Entrevista a James Cronin sobre los rayos cósmicos de ultra alta energía (En español).
http://www.garfield.library.upenn.edu/essays/v5p189y1981-82.pdf; Ensayo sobre las citaciones que ha tenido el trabajo de Cronin y Fitch, entre otros premios Nobel (En inglés).

Autor

  • Victor Guisado Muñoz