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FísicaBiografía

Steinberger, Jack (1921-VVVV).

Físico estadounidense de origen alemán nacido en Bad Kissingen (en el estado federado de Baviera) el 25 de mayo de 1921. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física -que compartió con los norteamericanos Leon Lederman (1922) y Melvin Schwartz (1932)- en 1988, "por el descubrimiento de un segundo tipo de neutrino, el llamado muónico, que permitió demostrar la doble estructura de los leptones".

Vino al mundo en el seno de una familia judía de escasos recursos económicos, asentada en un medio rural, donde su padre, Ludwig Steinberger, se ganaba la vida como tratante de ganado. En contra de lo que solía ser habitual en aquellos tiempos, su madre había recibido una esmerada formación universitaria, lo que ayudó al sostenimiento de la economía doméstica, ya que, en sus ratos libres, impartía lecciones particulares de inglés y francés a los turistas que acudían a los balnearios de la región en que vivían.

En su etapa de pre-adolescente, el joven Jack asistió, aterrado, al ascenso imparable del partido Nazi en su Alemania natal. Cuando, en 1933, el gobierno alemán decretó una serie de leyes que impedían cursar estudios superiores a los muchachos judíos, los padres del futuro premio Nobel tomaron consciencia del peligro que corrían en su nación y decidieron que debían abandonarla cuanto antes.

Así, en 1934, amparándose en la ayuda brindada por algunas asociaciones benéficas de los Estados Unidos, los padres de Jack enviaron a él y a su hermano mayor a territorio americano. Ambos muchachos llegaron a Washington en la Navidad de 1934, y de allí pasaron a Nueva York, para asentarse finalmente en Chicago, en casa de Barnett Farroll, un comerciante agrario que también facilitó, en 1938, la emigración a América del matrimonio Steinberger y su hijo más joven. Gracias a la generosidad de este benefactor, toda la familia se salvó del Holocausto.

Farroll también proporcionó a Jack Steinberger una espléndida formación secundaria en el Instituto de Trier, al norte de Chicago, centro dotado de las mejores instalaciones y atendido por un profesorado selecto. Luego, ya con toda la familia Steinberger reunida en Chicago, los padres regentaron una modesta tienda de productos comestibles que les permitió ir saliendo adelante, aunque con muchas dificultades.

Tras haber demostrado una asombrosa capacidad para el estudio de las Ciencias, el joven Jack contó con el apoyo de los suyos para ingresar en la Escuela Militar de Tecnología de Illinois (la actual Escuela Superior de Tecnología), donde inició la carrera de Ingeniería Química. Gozó, en principio, de una beca; pero la inestabilidad de la economía americana (y, en general, mundial) tras el crack bursátil de 1929 y los preludios de una gran guerra le privaron de dicha ayuda, por lo que se vio forzado a trabajar para costearse los estudios y contribuir al sostenimiento de la frágil economía doméstica.

Durante una larga temporada, compaginó sus estudios de Química en la Universidad de Chicago -donde ahora se hallaba matriculado- con un modesto empleo de pinche de laboratorio en la empresa farmacéutica G.D. Searl and Co., donde se encargaba de fregar los utensilios. Y, durante los fines de semana, ayudaba a sus padres en la pequeña tienda familiar.

Este fatigoso ritmo de vida le obligó a asistir a clases nocturnas hasta que, merced a sus brillantes calificaciones, consiguió una nueva beca de la Universidad de Chicago. Fue así como regresó a las aulas en horas diurnas, para acabar obteniendo el título de licenciado en Ciencias Químicas en 1942.

En diciembre de aquel mismo año, tras el ataque a las tropas navales de los Estados Unidos perpetrado por las fuerzas aéreas japonesas, Jack Steinberger se alistó en el ejército y, dada su formación, fue destinado al Laboratorio de Radiación del prestigioso Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Allí, asignado a los equipos que estudiaban el perfeccionamiento del radar, asistió a cursos sobre ondas electromagnéticas impartidos por brillantes físicos que colaboraban también con las Fuerzas Armadas norteamericanas, lo que le indujo a olvidarse un tanto de la Química para adentrarse de lleno en ese campo de la Física que había comenzado a fascinarle.

En efecto, las enseñanzas de algunos acreditados físicos como Edward Mills Purcell (1912-1997) y Julian Seymour Schwinger (1918-1994), que colaboraron con el MIT durante la II Guerra Mundial (1939-1945), calaron muy hondo en el joven Steinberger, quien, a su regreso a la Universidad de Chicago tras el término de la contienda bélica, emprendió estudios de Física bajo la tutela de quien habría de ser el maestro que más le influyó a lo largo de toda su vida: el genial científico italiano Enrico Fermi (1901-1954).

Fermi y otros brillantes profesores -como Edward Teller (1908-2003), uno de los padres de la bomba atómica- determinaron la definitiva orientación de Jack Steinberger hacia la Física. En un principio, el científico de origen alemán se interesó en la Física Teórica; pero, tras proponer una solución a un problema planteado por Rossi y Sands, y comprobar que su propuesta era desestimada por éstos, se animó, alentado por Fermi, a intentar demostrar de forma empírica la validez de su solución, lo que le condujo al terreno de la Física Experimental.

Se trataba de un problema centrado en las partículas elementales subatómicas denominadas muones, asunto que, a partir de entonces, habría de convertirse en el eje central de las investigaciones de Steinberger. El mencionado experimento, que duró más de un año, le permitió demostrar que estaba en lo cierto y, de paso, conseguir su título de doctor en Ciencias Físicas en 1948.

Steinberger pasó, a continuación, al Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Nueva Jersey), donde trabajó bajo la dirección de otro genio de la Física contemporánea, Robert Julius Oppenheimer (1904-1967). Pero no se sintió bien aceptado por el resto de los investigadores, por lo que, tras permanecer allí solamente un año, se trasladó en 1949 al Laboratorio de Berkeley, de la Universidad de California, atraído por la llamada de Gian Carlo Wick, antiguo compañero suyo en la Universidad de Chicago.

En Berkeley, Steinberger pudo perfeccionar sus estudios sobre partículas subatómicas y ofrecer importantes hallazgos acerca del pión. Pero, requerido en 1950 para que firmase un documento de lealtad anticomunista, se negó a hacerlo y abandonó dicho centro de estudios para incorporarse a la Columbia University (Nueva York), en cuyo Laboratorio Nevis realizó algunas de sus más valiosas aportaciones al conocimiento de las partículas elementales. Allí, entre 1960 y 1962, colaboró activamente con los ya citados Lederman y Schwartz, en un brillante trabajo que habría de hacerles merecedores del Premio Nobel en 1988.

Después de haber permanecido ligado a la Universidad de Columbia durante casi veinte años, en 1968 Jack Steinberger regresó al Viejo Continente para incorporarse al Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Posteriormente, su carrera docente e investigadora le llevó a la Universidad de Pisa (Italia), en la que comenzó a trabajar en 1986.

Steinberger se casó en dos ocasiones. En la primera de ellas, con Joan Beauregard, con la que tuvo dos hijos (Joseph Ludwig y Richard Ned). Posteriormente, contrajo segundas nupcias con una de sus jóvenes ayudantes, Cynthia Alff, que le dio otros dos vástagos (Julia y John). Entre los libros que ha publicado para divulgar sus teorías y descubrimientos, cabe citar los titulados Dos neutrinos (1962) y High Energy Neutrino Physics, Preparation of Lep Detector (1981).

Miembro de la Academia Científica de Heidelberg (Alemania), de la Academia Europea de las Ciencias, de la Academia Americana de las Artes y las Ciencias, y de la Asociación Nacional de las Ciencias de los Estados Unidos de América, Jack Steinberger ha sido galardonado con numerosos honores y distinciones, entre los que cabe mencionar -al margen del ya mencionado Premio Nobel-, la Medalla Nacional de las Ciencias, que le fue otorgada en 1988 por el Gobierno de los Estados Unidos. Ha sido investido doctor honoris causa por numerosas universidades de todo el mundo, como la Autónoma de Barcelona.

Los neutrinos muónicos

En colaboración con Melvin Schwartz y Leon Lederman, el científico de origen alemán realizó un experimento que vino a revolucionar por completo todos los conocimientos que, hasta entonces, existían acerca de las partículas elementales, y especialmente sobre las denominadas neutrinos.

Los neutrinos son partículas subatómicas que carece de masa o la tienen en cantidades insignificantes, por lo que apenan interaccionan con la materia. Tras los experimentos de los tres físicos galardonados con el Nobel, se pudo demostrar empíricamente que había, al menos, dos tipos diferentes de neutrinos: uno asociado al electrón y otro al muón. Lederman, Schwartz y Steinberger consiguieron forzar en el Nevis Laboratory de la Columbia University un haz de alta energía integrado por partículas subatómicas, que culminó con el descubrimiento del muón neutrino.

Años después, merced a los hallazgos del estadounidense -aunque de origen polaco- Martin Perl (1927- ), se tuvo noticia de la existencia de una tercera modalidad de neutrino, el tautónico, asociado a la partícula tau. El conjunto de esta seis partículas (el electrón, el muón, la partícula tau, el neutrino asociado al electrón, el neutrino muónico y el tautónico) y sus respectivas antipartículas (el positrón, el antimuón, la partícula antitau, y los tres antineutrinos) constituyen la denominada familia de los leptones, que está sujeta a las reacciones nucleares débiles, pero no a las de gran intensidad. Tras las investigaciones del norteamericano Murray Gell-Mann (1929- ), se supo que había otra familia de partículas, la de los hadrones, integrada por quarks, que se veía afectada por ambos tipos de interacciones. En la actualidad, se considera que los leptones y los hadrones son los dos constituyentes básicos de la materia.

En su período laboral en el CERN, Jack Steinberg colaboró activamente en la construcción de un acelerador de partículas LEP, provisto de un anillo de 27 kilómetros de circunferencia, con el que se pudo estudiar en detalle el resultado de los choques entre los electrones y los positrones. Estos estudios permitieron confirmar la teoría electrodébil, enunciada por el estadounidense Steven Weinberg (1933- ), que venía a unificar la teoría de la interacciones electromagnéticas y la teoría de la interacción nuclear débil.

Autor

  • José Ramón Fernández de Cano