ARTHUR COMPTON (1892 – 1962)
Arthur Compton
Premio Nobel de física 1927, por su descubrimiento
del denominado efecto Compton y su investigación de los rayos cósmicos y de la
reflexión, polarización y espectros de los rayos X
«Para mí, la fe
comienza con la comprensión de que una inteligencia suprema dio el ser al
universo y creó al hombre. No me cuesta tener esa fe porqué el orden e
inteligencia del cosmos dan testimonio de ‘la más sublime declaración jamás
hecha: “En el principio creó Dios”…»’
Arthur Holly Compton
(Wooster, 1892 – Berkeley, 1962) Físico
estadounidense, descubridor del efecto que lleva su nombre, cuya explicación
desempeñó un papel decisivo en el desarrollo y formulación de la teoría
cuántica. Hijo de un ministro presbiteriano que era profesor de Filosofía en
Wooster, realizó sus estudios en su ciudad natal y en la Universidad de
Princeton, donde se doctoró en 1916.
Después de trabajar como docente en la Universidad
de Minnesota (1916-1917) y como investigador para la Westinghouse Lamp
Corporation (1917-1919), pasó un año en Gran Bretaña, en el laboratorio dirigido
por Rutherford en la Universidad de Cambridge. En 1920 se incorporó a la
Washington University de St. Louis como profesor de Física y director de su
departamento, y tres años más tarde fue nombrado profesor de Física en la
Universidad de Chicago. En 1945 regresó a la Washington University como rector,
ocupando dicho cargo hasta 1954.
Interesado
por los rayos X desde los comienzos de su carrera como investigador, en 1923
estudió experimentalmente la difracción de este tipo de radiaciones al atravesar
un bloque de parafina, y puso de manifiesto que los rayos difractados poseían
una longitud de onda superior a la de los incidentes y que, en consecuencia, su
nivel de energía era inferior; este efecto, que no poseía una interpretación
adecuada en el marco de la teoría ondulatoria de la luz, fue explicado por
Compton y por P. J. W. Debye como consecuencia del choque elástico entre fotones
integrantes de la radiación electromagnética y electrones libres o débilmente
ligados de la materia, con cesión de energía de los primeros a los segundos.
Compton estableció una fórmula que relacionaba la
variación de la longitud de onda con el ángulo de difracción y detectó, en una
cámara de Wilson, el retroceso en las trayectorias de los electrones al
colisionar con los fotones. Los resultados de la investigación quedaron
recogidos en dos artículos publicados ese mismo año en la Physical Review: “Una
teoría cuántica de la difracción de los rayos X por elementos ligeros” (“A
Quantum Theory of the Scattering of X-Rays by Light Elements”) y “El espectro de
difracción de los rayos X” (“The Spectrum of Scattered X-Rays”).
Consecuencia fundamental del efecto descubierto por
Compton y de su explicación fue la de hacer patente que a la radiación
electromagnética podían atribuírsele características corpusculares, lo cual
confirmaba la atribución hecha por Einstein de energía y momento a los fotones,
y abría el camino a la hipótesis del dualismo onda-partícula en el
comportamiento de la materia, formulada por L. de Broglie en 1925. La
investigaciones de Compton lo hicieron merecedor en 1927 del Premio Nobel de
Física, que compartió con C. T. R. Wilson.
Durante la década de 1930, Compton se dedicó al
estudio de los rayos cósmicos, defendiendo su naturaleza corpuscular contra la
opinión -expresada por R. A. Millikan- de que se trataba de mera radiación
desprovista de carga; junto con sus colaboradores, diseñó y perfeccionó una
cámara de ionización para medir su intensidad y, en 1933, organizó un estudio a
escala mundial en el que intervinieron sesenta y nueve estaciones de observación
provistas de equipamientos similares, con el objeto de confirmar la variación de
la intensidad de la radiación cósmica recibida en función de la latitud
geomagnética, poniendo así de manifiesto su desviación por el campo magnético
terrestre. También mostró que la intensidad de los rayos cósmicos varía a lo
largo del día y del año, con la rotación del Sol y con el tiempo sidéreo,
variación esta última que atribuyó al hecho de que la radiación penetraba en la
Galaxia procedente del exterior.
En 1941 Compton fue nombrado miembro de un comité
gubernamental encargado de estudiar la viabilidad de la fabricación de una bomba
atómica, atribuyéndosele la responsabilidad de la producción del plutonio
necesario, que se inició en Chicago bajo su dirección en 1942. Su profunda fe
religiosa le hizo aceptar sus obligaciones con renuencia sólo mitigada por el
convencimiento de que la guerra no tendría un rápido desenlace más que
recurriendo al arma nuclear.
Fue autor de diversos libros, entre los que cabe
citar Los rayos X y los electrones (X-Rays and Electrons, 1926); The Freedom of
Man (La libertad del hombre), 1935; Los rayos X en la teoría y en la práctica
experimental (X-Rays in Theory and Experiment, 1935), escrito en colaboración
con S. K. Allison; Human Meaning of Science (El significado humano de la
ciencia), 1940, y Atomic Quest: A Personal Narrative (La búsqueda atómica: un
relato personal), 1956. En 1967 se publicó póstumamente una recopilación de sus
textos e intervenciones públicas con el título The Cosmos of Arthur Holly
Compton (El cosmos de Arthur Holly Compton).
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