Lise Meitner y el Descubrimiento de la Fisión Nuclear

La mayor aportación de Lise Meitner a la ciencia fue el descubrimiento, cuando ya se vislumbraba el fin de su carrera, de la fisión nuclear. Visualizó por primera vez el mecanismo de este proceso durante un paseo por la nieve con su sobrino, el también científico Otto Robert Frisch. Llegar a su comprensión no fue una casualidad, sino el resultado de años de trabajo junto a Otto Hahn y Fritz Strassmann.

El Contexto Histórico y la Carta de Hahn

A finales de 1938, Lise Meitner recibió una carta de su colega, el químico alemán Otto Hahn (1879-1968). Meitner tenía entonces ya sesenta años y se encontraba en Estocolmo trabajando en el Instituto de Física Manne Siegbahn, una institución universitaria sueca que la había acogido en condición de refugiada. Meitner había tenido que huir de la Alemania nazi de forma precipitada para salvar su vida, pero en Suecia se encontró sola y carente de un buen laboratorio. Después de haber trabajado en una de las principales instituciones científicas de Alemania, donde había desarrollado su brillante carrera profesional, en esos momentos no podía proseguir su actividad experimental, lo que no hacía sino agravar su tristeza. Sin embargo, la carta de Hahn, con quien había trabajado en equipo durante décadas, contenía una información sorprendente: le explicaba los resultados de un experimento que la propia Meitner le había animado a realizar.

El Experimento con Uranio y Neutrones

Para sus estudios sobre el núcleo atómico, junto con el químico alemán Fritz Strassmann (1902-1980), habían estado bombardeando uranio con neutrones, una técnica que aprendieron del físico italiano Enrico Fermi (1901-1954). En el proceso, el núcleo absorbía un neutrón. De esta manera, se provocaba un proceso radiactivo por el que se emitían desintegraciones beta. Pero lo que no esperaban es que entre los productos de la reacción se detectara el elemento bario. Para Hahn, la presencia del bario en el proceso era un completo misterio, y no dudó en compartir el problema con su antigua colaboradora.

El Misterio del Bario

El bario es un elemento mucho más ligero que el uranio. Si en los experimentos se partía de muestras de uranio puro, ¿de dónde provenía el bario? ¿O acaso se había generado durante el proceso?

El bario parecía, simplemente, que no debería estar ahí. El conocimiento físico y químico de la época no explicaba que se produjera un elemento como el bario, radicalmente distinto al uranio.

«La señorita Meitner —profesora Meitner— ha tenido que abandonar nuestro laboratorio en julio de 1938 a causa de estas cosas del régimen de Hitler, y ha tenido que ir a Suecia. Y Strassmann y yo mismo hemos tenido que trabajar en solitario de nuevo hasta que en otoño de 1938 encontramos extraños resultados.»

— Otto Hahn.

Hahn había empleado un procedimiento químico muy preciso, la «cristalización fraccionada», para aislar e identificar este elemento en las muestras, por lo que las posibilidades de error eran escasas. En la carta, Hahn escribió:

Quizá puedas dar con alguna clase de explicación fantástica. Sabemos que [el uranio] realmente no puede estallar así como así para convertirse en bario.

La Explicación de la Fisión

El bario tiene 56 protones en su núcleo. Comparado con el uranio, que tiene 92, el bario contiene en torno a la mitad de protones. La explicación más sencilla parecía ser que el neutrón, después de ser absorbido por el núcleo del uranio, generaba una reacción tras la cual el núcleo original se escindía en dos. Sin embargo, este mecanismo no resultaba en absoluto intuitivo en base al conocimiento en radiactividad de la época.

Así, a finales de la década de 1930, se creía que el núcleo era una estructura sólida y estable, en el centro del átomo, de modo...