Enrico Fermi: el artículo que Nature rechazó
Hay una lección útil en el hecho de que el artículo fundacional de la física de la interacción débil fuera rechazado por la revista más prominente de su tiempo. Fermi lo publicó en otro lugar, en italiano y después en alemán, y se convirtió en uno de los artículos teóricos más trascendentes del siglo XX. También aportó la palabra que todos usan hoy: neutrino, el pequeño neutro, un diminutivo italiano acuñado para distinguir la partícula de Pauli del neutrón.
Convertir una conjetura en teoría
Pauli había propuesto una partícula. Eso no es lo mismo que tener una teoría. Faltaba un mecanismo: cómo un neutrón dentro de un núcleo se convierte en un protón, un electrón y esa nueva cosa neutra, y con qué frecuencia.
Fermi lo aportó en 1934 por analogía con la emisión de luz. En electromagnetismo, un fotón se crea en el momento en que un átomo cambia de estado; antes no existe. Fermi propuso que el electrón y el neutrino se crean igualmente en el instante del decaimiento, en lugar de estar dentro del núcleo esperando a salir.
Lo escribió como una interacción directa entre cuatro partículas en un único punto, con una intensidad de acoplamiento que debía medirse y no deducirse. Esa constante se llama hoy acoplamiento de Fermi, y su pequeño valor es la razón de que la fuerza nuclear débil sea débil.
La teoría hacía predicciones. Daba la forma del espectro de energía de los electrones, que coincidía con la observación, y relacionaba las tasas de decaimiento con la energía disponible. Era un modelo cuantitativo funcional de una fuerza que nadie había descrito antes, construido a partir de una analogía y un número medido.
Demasiado alejado de la realidad
Fermi envió el artículo a Nature, que lo rechazó. La razón declarada fue que contenía especulaciones demasiado alejadas de la realidad física para interesar al lector. Lo publicó en la revista italiana Il Nuovo Cimento y después en la alemana Zeitschrift fuer Physik, y desde ahí circuló.
El rechazo se cita a menudo, casi siempre como chiste a costa del revisor. Leído en serio resulta más interesante. En 1934 el neutrino no estaba detectado, el neutrón tenía dos años, y el artículo proponía una nueva fuerza fundamental sobre la base de una analogía. Un editor cauto no estaba siendo irrazonable.
La diferencia no la marcó que Fermi discutiera con más fuerza. Fue que la teoría producía números, esos números coincidían con las medidas, y siguieron coincidiendo a medida que las medidas mejoraban. El artículo se impuso en el único terreno que cuenta al final.
Merece la pena sostener las dos mitades. El rechazo era defendible entonces, y era erróneo. La revisión por pares filtra la mayoría de las malas ideas y ocasionalmente una buena, y la corrección viene de las pruebas y no de la insistencia.
El resto del trabajo
Fermi es insólito por haber sido de primer nivel tanto en teoría como en experimento, algo ya raro en vida y hoy casi extinguido. Su Nobel de 1938 fue por trabajos sobre radiactividad inducida por neutrones y por el descubrimiento de que los neutrones lentos la provocan con mucha más eficacia.
El premio tuvo un segundo uso. Su esposa Laura era judía, e Italia había promulgado leyes raciales ese año. La familia viajó a Estocolmo para la ceremonia y continuó hacia Estados Unidos en lugar de regresar.
En Chicago, el 2 de diciembre de 1942, dirigió el montaje de Chicago Pile-1 y logró la primera reacción nuclear en cadena controlada y autosostenida, bajo las gradas de un campo deportivo en desuso. Después trabajó en Los Álamos.
Murió en 1954 a los cincuenta y tres años. Los fermiones llevan su nombre, junto con un elemento, un laboratorio, una clase de problema de estimación y la paradoja sobre la ausencia de civilizaciones extraterrestres visibles.
Preguntas frecuentes
¿Qué añadió Fermi a la idea de Pauli?
Un mecanismo y un cálculo. Pauli propuso una partícula; Fermi propuso cómo ocurre el decaimiento -electrón y neutrino creados en el instante del decaimiento- y produjo una teoría que predecía el espectro de energía y las tasas.
¿De verdad rechazó Nature el artículo?
Sí, alegando que contenía especulaciones demasiado alejadas de la realidad para interesar al lector. Fermi lo publicó en italiano y alemán, y se convirtió en el fundamento de la física de la interacción débil.
¿De dónde viene la palabra neutrino?
De Fermi. Es un diminutivo italiano que significa el pequeño neutro, acuñado para distinguir la partícula propuesta por Pauli del neutrón, descubierto en 1932, que se había quedado con el nombre que Pauli usó originalmente.
¿Por qué recibió el Nobel?
Por la radiactividad inducida por neutrones y el descubrimiento de que los neutrones lentos la producen con mucha más eficacia. Se concedió en 1938, y el viaje a la ceremonia permitió a su familia salir de la Italia fascista.
¿Qué es la constante de acoplamiento de Fermi?
La intensidad medida de la interacción en su teoría del decaimiento beta. Su valor muy pequeño es la razón de que la fuerza nuclear débil sea débil y, por tanto, de que los neutrinos interactúen tan raramente.
