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FísicaBiografía

Tomonaga Sinichiro (1906-1979).

Físico japonés nacido en Tokio el 31 de marzo de 1906 y fallecido en su ciudad natal el 8 de julio de 1979. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física -que compartió con los norteamericanos Julian Seymour Schwinger (1918-1994) y Richard Phillips Feynman (1918-1988)- en 1965, "por su trabajo, fundamental en el estudio de la electrodinámica cuántica, que ha permitido profundizar en la física de las partículas elementales".

Nacido en el seno de una familia acomodada, fundada por Sanjuro Tomonaga y su esposa Hide, recibió desde niño una espléndida formación cultural, impulsada por su progenitor, que era un acreditado intelectual. En 1913, toda su familia se trasladó a Kyoto, ciudad milenaria en cuya prestigiosa Universidad Intelectual había sido contratado el padre, para impartir clases de Filosofía.

Establecido, pues, en Kyoto desde los siete años de edad, el futuro premio Nobel siempre se consideró hijo de dicha ciudad, en la que transcurrió buena parte de su infancia y toda su adolescencia. Tras haber cursado su educación secundaria en la Escuela de Altos Estudios de dicha población -centro por el que pasaron numerosas personalidades de la vida cultural japonesa del siglo XX-, se matriculó en la universidad donde ejercía la docencia su progenitor, en la que obtuvo el título de licenciado en Ciencias Físicas en 1929. Allí coincidió con otro brillante científico que también habría de ganar un premio Nobel de Física, Hideki Yukawa (1907-1981).

Una vez licenciado, continuó investigando en dicha Universidad Imperial de Kyoto durante tres años, y luego pasó al Instituto de Investigación de Física y Química de Tokio, donde trabajó bajo la supervisión del doctor Yoshio Nishina, quien la adentró en la Física cuántica (concretamente, en la electrodinámica de los cuantos). Y, en 1937, viajó a Alemania para ampliar sus conocimientos en la Universidad de Leipzig, donde, durante dos años, se puso al día en todas las novedades acerca de la Física nuclear y la teoría cuántica, dentro del equipo de investigadores dirigido por uno de los máximos especialistas mundiales en la materia: Werner Karl Hiesenberg (1901-1976). Allí preparó todo el material de su tesis doctoral, que leyó en la Universidad Imperial de Tokio en 1939.

A partir de 1940 -año en el que se casó con Ryoko Sekiguchi, hija del afamado doctor K. Sekiguchi, con la que tuvo tres hijos-, Tomonaga comenzó a estudiar en profundidad los mesones (partículas de masa intermedia entre el electrón y el neutrón), investigación que le permitió, entre 1942 y 1943, introducir una serie de correcciones fundamentales en la teoría de la electrodinámica cuántica. Al tiempo que desarrollaba este trabajo, inició una brillante trayectoria docente en la Universidad de Bunrika (Tokio), más tarde absorbida por la Universidad de Tokio, en la que Tomonaga continuó impartiendo clases de Física.

Durante la II Guerra Mundial (1939-1945), Shinichiro Tomonaga se interesó por la teoría de sistemas de microondas, y halló una explicación satisfactoria al movimiento de los electrones en el magnetrón (tubo electrónico usado generalmente como oscilador, que forma parte de mecanismos de alta frecuencia, enlaces de microondas y radares). Pero, fiel a la política de quienes gobernaban su nación, se ocupó de que sus hallazgos no fuesen conocidos en Occidente (donde acabaron siendo descubiertos, de forma independiente, por Feynman y Schwinger, los dos científicos que luego habrían de compartir el Nobel con Tomonaga).

Al término de la guerra, volvió a centrarse en la su actividad académica e investigadora, y poco a poco fue reanudando sus relaciones con otros científicos de diferentes lugares del mundo, a los que sorprendió con sus avances en el estudio de los movimientos cuánticos (dinámica electrocuántica). Así, en 1949 se trasladó a los Estados Unidos de América para colaborar, en calidad de investigador invitado, con los físicos del Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Princeton, donde Tomonaga dirigió un equipo dedicado al estudio de otra partícula cuántica, el fermión.

En 1955, ya de nuevo en Japón, el científico nipón asumió la dirección del Instituto Nuclear de la Universidad de Tokio, y un año después fue nombrado rector de dicho centro superior, cargo en el que se mantuvo hasta 1962. Un año después, las autoridades políticas de su nación le nombraron Presidente del Consejo Científico de Japón, institución desde la cual lanzó numerosas proclamas en defensa del uso pacífico de la energía nuclear. También fue director del Instituto de Óptica de la Universidad de Tokio.

Entre otros muchos honores y distinciones, Shinichiro Tomonaga recibió -amén del ya citado premio Nobel- el Premio de la Academia de las Ciencias de Japón (1948), la Orden de Cultura del Gobierno Japonés (1952), y la Medalla Lomonosov (1954), otorgada por las autoridades políticas y culturales de la Unión Soviética. Miembro de la Academia de las Ciencias de Japón, perteneció, además, a otras sociedades científicas internacionales tan prestigiosas como la Academia Leopoldina (Alemania), la Real Academia Sueca de la Ciencia, la Bayerische Akademie der Wissenschaften (Alemania) y la Academia Nacional de la Ciencia de los Estados Unidos de América.

Shinichiro Tomonaga publicó varios artículos y tratados en los que difundió sus descubrimientos, la mayor parte de ellos relacionados con la dinámica cuántica. Entre sus obras principales, cabe destacar las tituladas Producción fotoeléctrica de electrones positivos y negativos (1934), Formación relativista invariante de la teoría cuántica de los campos de ondas (1946) y, sobre todo, Mecánica cuántica (1962).

Aportaciones de Tomonaga a la teoría del quantum

En plena guerra mundial, con Japón en el bando opuesto al de las principales potencias científicas y culturales de Occidente, Shinichiro Tomonaga desarrolló, en su laboratorio de Tokio, valiosísimos trabajos sobre la electrodinámica del quantum. Estos estudios fueron -según reconoció, años después, la Academia Sueca de la Ciencia- fundamentales para entender la estructura y el comportamiento de las nuevas partículas elementales recién descubiertas por la Física de alta energía, así como para el tratamiento de ciertos fenómenos colectivos en la Física de los cuerpos sólidos.

La teoría de la electrodinámica cuántica ya había sido enunciada por el británico Paul Dirac (1902-1984) en 1931, para explicar por medio de ella las interacciones entre partículas cargadas y campos electromagnéticos. Dirac acertó a buscar dicha explicación en la combinación de dos teorías recientes: la de la Mecánica cuántica y la de la Relatividad; pero su formulación definitiva de la electrodinámica cuántica adolecía de múltiples lagunas que, en buena medida, vino a subsanar Tomonaga, quien fue el primero en aplicar los recientes hallazgos de la Física de las partículas al estudio y la interpretación de la dinámica de los cuantos. Posteriormente, los descubrimientos del científico nipón fueron aplicados con éxito a diferentes formulaciones teóricas (como el estudio de las ondas de radio) y a múltiples fines industriales (como la fabricación de transistores y ordenadores).

JRF

Autor

  • J. R. Fernández de Cano.