Rodrigo Ricardo

Gustav Ludwig Hertz: biografía, inventos y contribuciones

Publicado el 4 noviembre, 2020

Gustav Ludwig Hertz

Es posible que ya conozca a Heinrich Rudolf Hertz, que dio nombre a la unidad de frecuencia de las ondas electromagnéticas. ¿Pero sabías que su sobrino Gustav Ludwig Hertz también fue un físico ganador del Premio Nobel?


Gustav Hertz
Gustav Hertz

Vida temprana

Gustav Ludwig Hertz nació el 22 de julio de 1887 en Hamburgo, Alemania. Después de asistir a la escuela Johanneum en Hamburgo, Hertz pasó a estudiar en las universidades de Gotinga (1906-1907), Múnich (1907-1908) y Berlín (1908-1911). Al recibir su doctorado en 1911, pasó a trabajar como asistente de Heinrich Leopold Rubens en la Universidad de Berlín.

Carrera

Sus primeros trabajos en Berlín serían algunos de los más influyentes. De 1911 a 1914, Gustav Hertz se unió a James Franck para realizar una serie de experimentos que ahora se conocen colectivamente como el experimento de Franck-Hertz . Estos experimentos fueron los primeros en demostrar claramente la naturaleza cuántica de los átomos, que antes solo se había teorizado. Su trabajo más tarde les valió a ambos científicos el Premio Nobel de Física de 1925.


James Franck
James Franck

Desafortunadamente para Franck y Hertz, su trabajo juntos terminó abruptamente en 1914 con el estallido de la Primera Guerra Mundial cuando Gustav Hertz se alistó en el ejército alemán. Gravemente herido en 1915, regresó a Berlín para trabajar en el mundo académico. Más tarde trabajaría como físico investigador para la fábrica de lámparas incandescentes de Philips en Eindhoven, Países Bajos.

De 1925 a 1928, Hertz dirigió el Instituto de Física de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg. Posteriormente, ocupó un puesto en la Universidad Técnica de Berlín, donde trabajó en un método para separar isótopos mediante difusión gaseosa.

Un futuro inseguro

Durante sus años en la Universidad Técnica de Berlín, la inestabilidad política en Alemania fue aumentando. En 1930, el partido nazi era el segundo más grande de Alemania, y en 1933, Hitler estaba construyendo campos de concentración para judíos alemanes. Aunque Hertz había luchado por Alemania durante la Primera Guerra Mundial, de hecho era en parte judío. Como resultado, Hertz se vio obligado a dejar su puesto en la universidad y ocupó un puesto de investigador en Siemens.

Hertz mantuvo esta posición durante toda la guerra, pero hizo un pacto con otros tres científicos alemanes para huir a la Unión Soviética cuando las tropas aliadas se acercaban a Berlín. Las fuerzas soviéticas buscaron y capturaron a varios científicos e instalaciones de investigación alemanes para promover sus propios intereses nucleares. Cuando los científicos alemanes en el pacto se pusieron en contacto con los soviéticos, solicitaron ser llevados a la Unión Soviética con el argumento de que su investigación continuaría casi sin interrupciones, que sus institutos no serían destruidos y que estarían protegidos de ser procesados. de actos políticos pasados.

Investigación en la Unión Soviética

Todo el equipo y el personal de laboratorio de Hertz fueron trasladados a un nuevo instituto construido para la investigación de Hertz. Mientras trabajaba en el Instituto G en Agudseri, Hertz dirigió una investigación sobre la separación de isótopos por difusión en un flujo de gases inertes. Los soviéticos estaban particularmente interesados ​​en separar los isótopos de uranio para avanzar en su programa de armas nucleares y mantenerse al día con los estadounidenses.


Científicos alemanes en la Rusia soviética
Científicos alemanes en la Rusia soviética

Hertz permaneció en la Unión Soviética hasta su regreso a Alemania Oriental en 1954. Fue nombrado director del Instituto de Física de la Universidad Karl Marx de Leipzig. Hertz se retiró en Berlín donde vivió hasta su muerte el 30 de octubre de 1975.

Grandes contribuciones e invenciones

En sus primeros trabajos, Hertz logró avances en la medición de potenciales de ionización en gases. Trabajando con James Franck en lo que se conocería como el experimento de Franck-Hertz , demostró la pérdida de energía de los electrones al chocar con los átomos. Podría decirse que su mayor contribución a la ciencia, demostró que los electrones tienen estados de energía discretos y cuantificados. Los resultados de este experimento confirmaron la teoría cuántica y eventualmente conducirían a la mecánica cuántica , la descripción matemática de las interacciones y posiciones de las partículas subatómicas. El tubo de Franck-Hertz fue el aparato inventado para demostrar el proceso.


Tubo de Franck-Hertz
Tubo de Franck-Hertz

El tubo de Franck-Hertz (ver imagen) estaba lleno de vapor de mercurio. Se pasó un voltaje a través del cátodo calentado (C), acelerando los electrones hacia una rejilla cargada positivamente (G). Más allá de la rejilla había un ánodo cargado negativamente (A) para recolectar electrones por encima de un cierto umbral de energía, o un nuevo estado cuántico.

Hertz inventó métodos para separar isótopos a través de una cascada de difusión gaseosa, un proceso utilizado para producir uranio enriquecido. También publicó varios artículos sobre la medición de potenciales de ionización. Gustav Hertz recibió el premio Nobel (1925), gracias al experimento Franck-Hertz, y la medalla Max Planck, que reconoce grandes logros en física teórica, de la Sociedad Alemana de Física.

Resumen de la lección

Gustav Ludwig Hertz fue un gran físico de su tiempo. Ganador del Premio Nobel y la medalla Max Planck, su trabajo cambió nuestra comprensión de las interacciones de los electrones. Sus logros incluyeron el experimento de Franck-Hertz , que confirmó la teoría cuántica , el tubo de Franck-Hertz y nuevos métodos para separar isótopos. Una gran mente científica interrumpida por dos guerras mundiales, uno debe preguntarse qué podría haber logrado en diferentes circunstancias. Independientemente, sus logros fueron impresionantes. Desde su trabajo en Alemania midiendo los potenciales de ionización en gases hasta su tiempo en la Unión Soviética investigando la separación de isótopos de uranio, es un hombre que no debería ser olvidado pronto.

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