“Madre de San Diego gana el Premio Nobel”: Del machismo al núcleo atómico

No importaba que aquella mujer fuera una mente maravillosa de las matemáticas, doctora en física y Premio Nobel. Haber desvelado los misterios del núcleo atómico era algo secundario y la prensa de 1963 lo dejó muy claro. Los titulares apelaban a todo menos a su trabajo y hubo uno que se ha abierto paso hasta nuestros días como ejemplo de machismo en la ciencia: “Madre de San Diego gana el Premio Nobel”. Puede que todo esto nos parezca cosa del pasado, pero no debemos de olvidar que Maria Goeppert-Mayer fue la segunda mujer en ganar el Nobel de física, donde la primera fue Maria Skłodowska-Curie en 1903 y la tercera (y última) Donna Strickland, en 2018.

De las 212 personas galardonadas con el Nobel de Física solo tres han sido mujeres. El número es alarmante y la menor proporción de mujeres en las carreras científicas no es suficiente para explicarlo. Puede que ese porcentaje del 1,4% hable por sí solo, pero por desgracia no es el único testigo de la desigualdad. La historia de Maria Goeppert-Mayer es testimonio de ello, de principio a fin.

El difícil camino a Götinga

La infancia de Maria no fue fácil, pero no por que pasara necesidades, de hecho, su familia vivía bien con el sueldo de su padre, un eminente catedrático de pediatría. Lo que Maria echaba en falta eran oportunidades. Desde niña sentía pasión por el conocimiento, quería ser científica, el problema es que las mujeres apenas tenían opciones para conseguirlo, y las pocas opciones que tenían estaban llenas de baches. Por un lado, se crió en un entorno tremendamente estimulante donde el mismísimo genio matemático, David Hilbert, era su vecino. Por otro, el mundo no se lo quería poner fácil para aprovechar esa pasión.

En aquella época, para acceder a la universidad había que superar un examen, el abitur y para prepararlo, los alumnos pasaban tres años en academias públicas. Sin embargo, como ninguna institución pública aceptaba a mujeres, era frecuente que muchas tuvieran que renunciar a sus sueños y abandonaran los estudios. Por suerte para Maria, contaba con una situación privilegiada y sus padres pudieron costearle una educación privada en la Frauenstudium. En este caso el problema no fue el dinero, sino la mala fortuna. A mitad de preparación la Frauenstudium quebró y Maria se vio obligada a seguir preparando el examen por su cuenta, completamente sola. La competición era desigual, en el abitur luchaba contra personas un año mayores y con mejor formación académica. Nadie confiaba en que pudiera lograrlo, al menos no en esas condiciones, y, sin embargo, lo hizo: en 1924 empezó a estudiar matemáticas en la afamada Universidad de Göttingen. Iba a ser científica.

El país de las oportunidades y las reglas anti-nepotismo

A Maria las clases le resultaban relativamente sencillas, absorbía los conceptos con tanta facilidad que pronto pudo centrar su mente en más de una cosa. Göttingen era una tierra de estímulos y en aquel momento y lugar la física cuántica estaba de moda. El estudio del átomo la atrajo desde el principio, pero lo que empezó como simple curiosidad terminó desplazando a las matemáticas más puras para convertirse en el tema de su doctorado.

Durante la tesis, Maria y su madre se vieron obligadas a aceptar inquilinos, lo que, en un interesante giro de los acontecimientos, hizo que conociera a Joseph Edward Mayer. Un químico con el que, a pesar de todo, acabaría casándose. Puede que parezca innecesario hablar de Edward, a fin de cuentas, para admirar una figura académica no necesitamos introducir amoríos en su historia. No obstante, en este caso sí fue relevante, porque Edward fue la excusa perfecta para que negarle a Maria un trabajo como científica.

Al poco de casarse se mudaron a la tierra de las oportunidades. Edward había sido contratado por la Johns Hopkins y eso era un puesto que no podía rechazar. Quién podría imaginar que, a pesar del brillante currículum de Maria la Johns Hopkins la rechazaría alegando que tenían unas “estrictas reglas contra el nepotismo” que les impedía contratar a un matrimonio. Una justificación que Maria volvería a escuchar de otros centros donde su marido terminó trabajando. No podemos saber si tras esta férrea imposición de las reglas había algo más, pero no faltan ejemplos que nos hagan sospechar que, más que por en su alianza, el problema estaba en que fuera mujer.

A pesar de negarle un trabajo remunerado, la Johns Hopkins no tuvo reparos en dejarla trabajar para ellos gratuitamente. De alguna manera, infringir los derechos de los trabajadores era menos espinoso que hacer una excepción justificada a una regla contra el nepotismo. En cualquier caso, Maria sirvió a la universidad, al menos hasta que el decano de física despidió a su marido. Aquella podría haber sido una forma de resolver el conflicto, ya no había nepotismo que valiera y al fin podrían haber contratado a Maria, si no fuera el motivo del despido era que al decano le importunaba una mujer en su laboratorio. Deshaciéndose de Edward conseguiría librarse de Maria.

Matemáticas “para mujeres”

Durante algunos años, Maria estuvo vagando por distintas instituciones, siempre mal pagada y sembrando la incomodidad con su propia presencia. Parece ser que, durante el tiempo que dio clases en un instituto femenino, el director se quejó del buen nivel de física y matemáticas que había enseñado a sus alumnas, las cuales ya eran capaces de entender algunas publicaciones científicas. El director le preguntó para qué les iba a valer eso a unas mujeres, a lo que Maria respondió:

Sin embargo, que Maria no encontrara un trabajo digno como científica no quería decir nada. Mientras recorría Estados Unidos en busca de una oportunidad, colaboraba con las mayores mentes de la física de partículas. Su intelecto le había abierto paso a la fuerza entre sus iguales y, aunque las instituciones le hicieran de menos, Maria se había convertido en un referente mundial. Su criterio era tan valioso que, el gobierno contó con ella en el famoso proyecto Manhattan, que crearía las bombas de Hiroshima y Nagasaki.

Maria había logrado convertirse en una física de prestigio, pero eso no quiere decir que tuviera el reconocimiento que se merecía. Desde su doctorado Maria había contribuido a desentrañar los misterios del átomo. Ella era la madre de la doble desintegración beta o de la separación de isótopos mediante reacciones fotoquímicas, conceptos tremendamente relevantes, pero que palidecen comparados con su mayor logro, aquel por el que ganó el premio Nobel en 1963 tras haber recibido casi 30 nominaciones desde 1955. La estructura del núcleo atómico le estaba esperaba.

La estructura del núcleo atómico

Los átomos de los distintos elementos están formados por electrones que envuelven un núcleo, formado a su vez por nucleones (protones y neutrones). El número de protones de un átomo define qué elemento tenemos delante. Con un protón estamos hablando de hidrógeno, con dos de helio, y con 92 de uranio. Es lo que se llama número atómico. Sin embargo, no todos los átomos de un elemento son iguales, porque hemos dicho que existe otro tipo de nucleones: los neutrones.

Aunque el número de neutrones suele ser igual al de protones, y la diferencia entre estos produce diferentes isótopos de un mismo elemento. Por ejemplo, el uranio se puede presentar como varios isótopos, el mejor para las bombas atómicas, el que más fácilmente se rompe (se fisiona), es el Uranio-235, que tiene 143 neutrones. En cambio, el isótopo de uranio más frecuente en la Tierra es el Uranio-238 con 146 neutrones, inservible para fines bélicos.

Y aquí es donde empieza el papel de Maria, porque, durante mucho tiempo, los científicos se habían preguntado por qué algunos isótopos de un elemento eran ser más estables que los demás, dicho de otro modo, algunos se deterioraban antes que otros. Es más, misteriosamente, los más estables parecían seguir una regla, la suma de sus protones y neutrones (su número másico) daba como resultado 8, 20, 28, 50, 82, 126 y así en adelante, siguiendo una secuencia de dígitos a los que decidieron llamar “números mágicos”.

Tras los números mágicos

La clave parecía encontrarse en el modo en que los neutrones y protones se ordenaban en el átomo. En que en lugar de amontonados estuvieran ordenados en algo así como “capas”. Los electrones que rodaban el núcleo parecían estar ordenados del ese modo, así que ¿por qué no los nucleones? Podemos compararlo con un edificio de muchas plantas. Hay muchas formas de añadir columnas al edificio, pero no todas son estables. Si empezamos a sumar columnas a la azotea (nucleones en la última capa), posiblemente superemos la capacidad de resistencia de la estructura, haciendo que colapse. Hay un orden adecuado en el que ir llenando los pisos, poniendo en él todas las columnas posibles antes de pasar al siguiente y con el núcleo pasa parecido. Como la naturaleza es vaga, tiende a gastar la menor energía posible, esto significa las primeras capas en llenarse con nucleones serían las más “baratas”, ordenándose así de la forma más estable posible.

Las capas completas (las plantas donde no cabía ni una columna más) eran más estables y el orden de llenado estaba definido, con eso podían calcular, sabiendo cuántos nucleones cabían en cada capa, qué números másicos eran más estables. Pero, extrañamente, los números mágicos no aparecían por ningún lado. ¿Qué estaban haciendo mal?

La solución estaba de nuevo en una analogía con los electrones. Resulta que, si todos los electrones fueran iguales, cabrían muchos menos en cada capa, pero pueden presentarse de dos formas. Una de las cualidades de los electrones es que tienen una propiedad llamada “spin”. Aunque suele decirse que es el sentido en el que giran, la realidad es muchísimo más compleja y tiene poco o nada que ver con lo que representamos en nuestras cabezas. En cualquier caso, supongamos que efectivamente, el spin es un giro, habiendo electrones que rotan como las agujas del reloj y otros, al contrario. De repente, donde antes cabían X electrones ahora caben más gracias a que no están en el mismo “estado cuántico”, ya no comparten todas sus propiedades porque tienen spines diferentes.

Simplificando mucho la situación, podríamos decir que Maria se dio cuenta de que este fenómeno de acoplamiento entre el spin y la órbita podía estar teniendo lugar también en los nucleones, siendo incluso más intenso. Así pues, Maria rehízo sus cálculos y ante ella apareció una de las confirmaciones más bellas imaginables. Los números mágicos brotaban del papel, había encontrado un modelo capaz de explicar lo que llevaban décadas observando. Acababa de hacer historia.

Cortesía y mala suerte

Aquello era enorme y aunque cualquiera habría buscado publicarlo cuanto antes, Maria se enteró de que otro equipo estaba a punto de publicar una interpretación distinta en la misma revista (Physical Review), por lo que les pidió a los editores aplazar su artículo para que ambos pudieran ver la luz a la vez. Sin embargo, entre tanta cortesía, tuvo la mala suerte de que un tercer equipo hizo públicos su propio trabajo, el cual llegaba a las mismas conclusiones que Maria.

Puede parecer sospechoso, pero en ciencia es relativamente frecuente que dos equipos lleguen al mismo resultado de forma independiente. Por un lado, porque si buscan ser objetivos hay poco margen de resultados en los que moverse, todos deberían tener algo parecido si lo han hecho bien. Y por el otro lado, porque muchos descubrimientos se producen en temas que están de moda o cuando un avance reciente desbloquea limitaciones metodológicas que hasta entonces hacían muy difícil progresar en el campo.

Por suerte, el equipo alemán compuesto por Otto Haxel, J. Hans D. Jensen, y Hans E. Suess. Jensen, mostró la misma cortesía y reconoció el trabajo de Maria como igual de valioso. Unos años después de la publicación, Maria pudo compartir el Premio Nobel con Wigner y Jensen.

Este fue el novelesco camino que Maria tuvo que recorrer, una senda que, a pesar de todo, describió como “el doble de emocionante que el haber ganado el Nobel”. Ahora se entiende mejor el calibre de la desfachatez cometida por aquel periódico de San Diego. Porque no tiene nada de malo ser madre, pero la forma en que blandían el sustantivo en aquel titular era peyorativa. Menospreciaba a las mujeres por el hecho de serlo y dejaba en un segundo plano la apabullante carrera de una de las mayores mentes del siglo XX: Maria Goeppert-Mayer.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Que Maria Goeppert-Mayer tuviera que convivir, incluso tras el Nobel, con desprecios y actitudes machistas, no quiere decir que no consiguiera un puesto de responsabilidad. Tras muchas peleas, Maria consiguió en 1960 su primer trabajo científico remunerado y a jornada completa: era catedrática de Física en la Universidad de California.
• Hay pocas mujeres estudiando carreras científicas, pero hace años que su porcentaje es superior al 1,4%, que es porcentaje de ganadoras del Premio Nobel de Física. El motivo de esta desigualdad es otro.

REFERENCIAS (MLA):

• Maria Goeppert Mayer. “Nuclear Configurations in the Spin-Orbit Coupling Model I. Empirical Evidence”, Physical Review. 78:16-21. 1950.
• Maria Goeppert Mayer. “Nuclear Configurations in the Spin-Orbit Coupling Model II. Theoretical Considerations”, Physical Review. 78:16-21. 1950.
• Joe Ferry. “Maria Goeppert Mayer”. Chelsea House Publishers. 2013.