València, bressol de la física de partícules en Espanya

Valencia, the cradle of experimental particle physics in Spain. Around 1950, J. Catala de Alemany, Catedratic of Experimental Physics at the University of Valencia, started up a research group at this University to investigate into the experimental physics of particles, using the emulsions technique. Catala had become familiar with this technique during his stay at the University of Bristol. Between 1950 and 1965 the Valencian team, which would become the “Centre of Photocorpuscular Physics”, published around a hundred articles in both Spanish and International reviews, making this University the cradle of experimental particle physics in Spain.

    En els anys cinquanta la Universitat de València sols comptava quatre facultats: de Filosofia i Lletres, de Dret, de Medicina i de Ciències. La Ley de Ordenación Universitaria del 1943 conservava essencialment el model liberal anterior, és a dir, les grans línies de la llei Moyano, que va crear les facultats de ciències, i la legislació posterior. Juntament amb això, s’extremava el control polític i ideològic sobre les universitats, professors, alumnes, programes i continguts de l’ensenyament, per a la qual cosa es va crear un aparell religiós, polític i burocràtic. Les activitats científiques, pel que fa a la recerca, es feien dependre del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, creat per tal de tractar de reconstruir les elits investigadores espanyoles, desaparegudes en gran part en la guerra o a l’exili, i per tal de controlar i dominar la seua orientació intel·lectual i ideològica.

    Per aquells anys, el rector de la Universitat de València era F. Rodríguez Fornos, natural de Salamanca, catedràtic de clínica mèdica des de 1911 i celebritat professional, dedicat sobretot a atendre la clientela de la seua prestigiosa clínica privada. Quan va morir, el 1951, el va substituir J. Corts Grau, catedràtic de dret natural i filosofia del dret. Com abans de la guerra, a la facultat de ciències predominaven els estudis de química. Hi havia càtedres de Ciències Naturals (F. Beltrán Bigorra), Química Analítica (F. de A. Bosch Ariño), Física Experimental (J. Català de Alemany), Química Física (J. I. Fernández Alonso), J. M. Vigueras Lobo (Química Orgànica), J. M. Gamboa Loyarte (Química Inorgànica i des del 1952, J. Beltrán Martínez), E. Costa Novella (Química Tècnica). A més, hi havia dos professors auxiliars numeraris de matemàtiques: V. Martí Ortells (encarregat de l’Observatori i jubilat el 1951) i E. C. López Bellido (Química Experimental) i quinze professors adjunts de diverses matèries de matemàtiques (3), física (3), química (7), geologia (1) i biologia (1). També s’impartien classes de religió, educació física, educació política, llengua alemanya, llengua anglesa i dibuix. Els catedràtics eren, al seu torn, “jefes” de les delegacions locals dels instituts i seccions del CSIC. Així, Beltrán Bigorra, de l’Institut José Celessin Mutis de Farmacognòsia; Beltrán Martínez, de l’Alonso Barba de Química (Secció de Química Inorgànica); Costa Novella, del mateix institut (Secció de Química Tècnica); Català de Alemany, de l’Institut Daza Valdés i EPALE (el 1951, Junta d’Energia Nuclear).Català havia estudiat la carrera de física a Barcelona. Durant la guerra civil va ser soldat d’aviació i es va ocupar de qüestions de meteorologia. En acabar la guerra civil, el 1942 va guanyar les oposicions de meteoròleg i va arribar a ser director del Centre Meteorològic de Llevant. El 1944 va guanyar la càtedra de física teòrica i experimental de la Facultat de Ciències de València. A finals dels anys quaranta Català va obtenir una beca per tal d’anar a la Universitat de Bristol, la qual, des de feia una dècada, havia esdevingut un dels principals centres anglesos de recerca en física. En 1930 el Department for Scientific and Industrial Research (DSIR) havia aprovat un programa de física teòrica de l’estat sòlid en aquesta universitat, una iniciativa que va rebre el suport principalment de la indústria i del Govern. El 1932 Nevill Mott, fins aleshores un físic nuclear, va ser nomenat professor de Bristol, una posició que va ocupar fins el 1954. Mott va transformar el departament de física en un dels principals centres del món de recerca sobre l’estat sòlid. A Bristol va treballar al laboratori de Mott, entre 1947 i 1950, el físic espanyol Nicolás Cabrera, fill del destacat físic Blas Cabrera, i exiliat amb el seu pare a París en acabar la guerra civil. Recordarem ací que el treball realitzat per Cabrera, fruit de la seua estada a Bristol, sobre l’estructura atòmica de les superfícies cristal·lines i del procés de creixement dels cristalls (Burton, Cabrera i Franck, 1951) encara era citat el 1980 en més d’un centenar d’articles, segons l’Science Citation Index.

    L’objectiu inicial de Català a la Universitat de Bristol era associar-se a les recerques sobre l’estat sòlid, però, segons el seu testimoniatge personal, la física de l’estat sòlid no li entusiasmava, ni tampoc l’orientació, al seu parer bastant teòrica, d’aquestes recerques. Mentre acariciava la idea de tornar a Espanya, un amic “quàquer”, que treballava amb C. F. Powell fent servir la tècnica, posada a punt per aquest, per a fotografiar les traces de les partícules elementals i raigs còsmics en plaques fotogràfiques, li va deixar algunes de les plaques i li va proporcionar un microscopi. Català es va entusiasmar amb aquest treball i va aconseguir ser acceptat al grup de Powell.

Les plaques fotogràfiques ja havien estat utilitzades des dels primers temps de l’estudi de la radioactivitat i foren exposades als raigs còsmics per Blau i Wambacher el 1937. Aquests autors varen descobrir que les traces de les partícules produïen molt ràpidament noves traces secundàries que sortien d’un punt; aquests esdeveniments, anomenats “estels”, es varen interpretar com el trencament d’un nucli atòmic a l’emulsió. Dos anys mes tard, Powell va començar a aplicar la tècnica fotogràfica quantitativament a la física nuclear de baixes energies a Bristol. Powell havia construït (amb G. E. F. Fertel) un accelerador Cockroft-Walton de 750 keV d’energia per tal d’estudiar la interacció de neutrons produïts en bombardejar elements lleugers amb deuterons. Segons contava Powell a la seva autobiografia:

“La intenció original era estudiar la dispersió de neutrons ràpids per protons amb una cambra de Wilson plena d’hidrogen, en ésser els neutrons generats en la desintegració dels nuclis lleugers com el liti, el beril·li i el bor pels deuterons ràpids procedents del generador. En aquesta època, però, W. Heitler, que havia estat a Bristol algun temps, va assenyalar que Blau i Wambacher havien fet servir amb èxit emulsions fotogràfiques “half-tone” (de to mitjà) per tal de detectar partícules a la radicació còsmica. Com que el mètode tenia l’avantatge de ser molt senzill, Heitler pensava que podíem començar per portar plaques semblants d’alt d’una muntanya i tractar de reproduir els resultats de Viena.”

Al grup de Powell es va unir G. P .S. Occhialini, portat de Brasil a Anglaterra pels bons oficis de P. M. S. Blackett, premi Nobel de física pel perfeccionament de la cambra de Wilson i pels seus descobriments relacionats amb la física nuclear i les radiacions còsmiques, autor a més del llibre Por, guerra i la bomba atòmica (1948) que va produir una gran impressió. Així mateix, el 1946, Powell i Occhiallini varen convidar a unir-se al grup C. M. G. Lattes, al qual Occhialini havia conegut a Sao Paulo. Occhiallini i Powell varen perfeccionar la tècnica de les emulsions i el 1947 el grup de Powell va anunciar el descobriment del pió. Convé recordar, amb tot, que aquest “descobriment” no fou un esdeveniment aïllat, sinó un procés d’articulació cada vegada més refinat d’un conjunt de fenòmens en què varen intervenir, com és habitual en la recerca científica en el camp de la física, diferents nivells dels aparells, la teoria, les dades i la interpretació.

Una vegada finalitzada la seua estada a Bristol, Català va tornar a València amb un bon conjunt de plaques i va començar a formar el seu equip de treball, els primers membres del qual foren F. Senent Pérez, F. Busquets Badenes, J. Aguilar Peris i J. Casanova Colas en qualitat de “becaris” de l’Institut Daza Valdés del CSIC i de la Junta de Energía Nuclear. Senent i Aguilar eren, a més, adjunts de la càtedra de Català. Català va convidar W. M. Gibson, de l’equip de Powell, a impartir una conferència, i juntament amb Gibson va publicar el 1950 el seu primer treball amb la tècnica de les emulsions: “El espectro energético de los protones producidos en la reacción C¹² (d,p) C¹³, en relación con los posibles estados excitados del C¹³ (1)”, en els Anales de la Real Sociedad Española de Física y Química, revista que s’havia convertit, després de la guerra civil, en l’òrgan científic del CSIC.

Ha de destacar-se que la línia de recerca inaugurada per Català a València era totalment original a Espanya, puix que abans de la guerra civil ningú no s’havia ocupat de física experimental de partícules, si exceptuem els treballs d’A. Duperier sobre raigs còsmics, realitzats principalment a l’exili. D’altra banda, i si be el grup de Català figurava també com a associat a l’Instituto Daza Valdés i rebia ajudes de la Junta de Energía Nuclear, les seues recerques s’encetaren de forma independent a aquesta darrera. Els orígens de la Junta de Energía Nuclear es troben en els interessos que alguns investigadors italians havien manifestat per l’existència a Espanya de jaciments d’urani. Els italians, a través de F. Scandone, de la Universitat de Florència, que va impartir el 1948 un curset en l’Institut Daza Valdés, varen entrar en contacte amb A. Durán, membre d’aquest Institut i, a través d’aquest, amb el general Vigón, i d’aquesta manera es va iniciar la col·laboració entre científics de tots dos països. Per tal de donar cobertura legal i financera a les activitats nuclears a Espanya es va crear una societat privada anomenada EPALE (Estudios y Patentes de Aleaciones Especiales), emparada, des del punt de vista oficial, per un decret de caràcter reservat en el qual era anomenada “Junta de Investigaciones Atómicas”. Es va nomenar un consell d’administració d’EPALE del qual era director J. M. Otero Navascués. El 1951 es va fundar la Junta de Energía Nuclear sobre l’estructura de EPALE i el seu primer president fou el general Vigón. El grup de Madrid d’EPALE i la Junta de Energía Nuclear varen centrar les seues investigacions en els primers anys en les activitats neutròniques, reactors artificials i comptadors, i començaren a publicar treballs el 1954; la seua producció fins 1965 fou inferior quantitativament al grup de València.

El 1951, Fernández Alonso, catedràtic de química física de la Universitat de València, en absència obligada de Joaquim Català, va llegir l’oració d’obertura del curs acadèmic que aquest darrer havia redactat sobre La técnica fotográfica en física nuclear y radiación cósmica, i va donar a conèixer a la comunitat universitària aquesta línia de recerca i els primers resultats obtinguts pel grup de València. Català va aprofitar l’ocasió també per a insistir en l’“ínfim” paper de la física a les universitats espanyoles, en les quals tan sols hi havia tres seccions de física. Va explicar que la física nuclear no era sinònim d’energia nuclear “ni menys encara de bomba atòmica”, tot i expressant la seua confiança que les “cada vegada més potents bombes atòmiques no seran utilitzades”. Pel contrari, segons Català, l’energia atòmica obria grans perspectives pel progrés, “tant com a font energètica, com per a l’obtenció d’inestimables isòtops radiactius de tan vasta aplicació mèdica, biològica, química, física i industrial”. Un fet que hauria estat finalment reconegut “pels nostres organismes responsables i que ja no és cap secret… [L’existència] del grup denominat EPALE”. “Nosaltres, en connexió amb ells –continuava Català– i amb el suport d’aquell organisme, però amb els mitjans més senzills, hem iniciat en la nostra facultat modestes investigacions nuclears”.

Entre 1950 i 1965 el grup de Català va arribar a publicar 81 articles en els Anales de la Sociedad Española de Física y Química, i fou així el grup més prolífic quant el nombre de treballs publicats en aquesta revista de tota Espanya. També publicaren treballs, durant aquest mateix període, en Il Nuovo Cimento, Nature, Royal Society, Nuclear Phyics, Physics Letters, i en altres revistes espanyoles. Tot això sense a penes més armes, en els seus primers anys, que “un bon microscopi” i entusiasme i constància, com el mateix Català va expressar a la seua oració del 1951. El que l’any 1950 era una secció local d’un institut del CSIC ha evolucionat fins l’actual IFIC (Institut de Física Corpuscular). Valguen aquestes ratlles com a record i homenatge a tots els que, amb mitjans modestos i el seu esforç i entusiasme, varen convertir la Universitat de València en un lloc d’obligada referència de les investigacions en el camp de la física de partícules i en altres àmbits de la recerca científica.

Víctor Navarro Brotons. Departament d’Història de la Ciència. Universitat de València.
© Mètode 27, Tardor 2000. 

 

Figura 1. Els difícils, però apassionants i també alegres i entusiastes moments dels començaments de l’IFIC van ser captats meravellosament en aquesta caricatura feta el 1951 per un dels membres del grup, Eugenio Villar, que apareix assegut al costat d’Aurelia Bonet, llavors la seua núvia i posteriorment la seua esposa. El fundador, J. Català, amb una bufanda, dirigeix l’orquestra d’investigadors entusiastes: Fernando Senent, en el microscopi i qui el va succeir en la direcció de l’Institut; José Aguilar, dempeus amb un llibre de física, que sosté en els braços Francisco Busquets, i José Casanova. La frase “Ice laboratory”, fa al·lusió a l’absència de calefacció en les instal·lacions durant l’hivern.

  

«Ha de destacar-se
que la línia de recerca inaugurada per Català a València era totalment original a Espanya»

 

Figura 2. El descobriment d’un nucli exòtic de l’heli, el He-8, va representar la culminació de les tècniques d’emulsió fotogràfiques introduïdes a Espanya per J. Català en els anys cinquanta i que van representar el naixement de la física subnuclear al nostre país. 

 

«El que l’any 1950 era
una secció local d’un
institut del CSIC ha
evolucionat fins l’actual IFIC (Institut de Física Corpuscular). Valguen aquestes ratlles com
a record i homenatge»

 

 

© Mètode 2013 - 27. Matèria en moviment - Tardor 2000

Departament d’Història de la Ciència. Universitat de València.