Otto Robert Frisch OBE FRS [1] (1 de octubre de 1904 - 22 de septiembre de 1979) fue un físico británico nacido en Austria que trabajó en física nuclear . Con Otto Stern e Immanuel Estermann midió por primera vez el momento magnético del protón . Con Lise Meitner presentó la primera explicación teórica de la fisión nuclear (acuñando el término) y detectó por primera vez experimentalmente los subproductos de la fisión. Posteriormente, con su colaborador Rudolf Peierls [1] diseñó el primer mecanismo teórico para la detonación de una bomba atómica en 1940. [2]
Frisch nació en Viena en 1904 en una familia judía , hijo de Justinian Frisch, pintor, y Auguste Meitner Frisch, concertista de piano. [3] Él mismo tenía talento en ambos, pero también compartía el amor de su tía Lise Meitner por la física y comenzó un período de estudios en la Universidad de Viena , graduándose en 1926 con algunos trabajos sobre el efecto del electrón recién descubierto en las sales.
Después de algunos años trabajando en laboratorios relativamente oscuros en Alemania, Frisch obtuvo un puesto en Hamburgo con el científico ganador del Premio Nobel Otto Stern . Aquí realizó trabajos sobre la difracción de átomos (utilizando superficies cristalinas) y también demostró que el momento magnético del protón era mucho mayor de lo que se suponía anteriormente. [4]
El ascenso de Adolf Hitler a la cancillería de Alemania en 1933 hizo que Otto Robert Frisch tomara la decisión de trasladarse a Londres , donde se incorporó al personal del Birkbeck College [5] y trabajó con el físico Patrick Maynard Stuart Blackett en la tecnología de las cámaras de niebla y radiactividad artificial . Siguió esto con una estancia de cinco años en Copenhague con Niels Bohr, donde se especializó cada vez más en física nuclear , particularmente en física de neutrones.
Durante las vacaciones de Navidad de 1938 visitó a su tía Lise Meitner en Kungälv . Mientras estaba allí recibió la noticia de que Otto Hahn y Fritz Strassmann en Berlín habían descubierto que la colisión de un neutrón con un núcleo de uranio producía el elemento bario como uno de sus subproductos. Hahn, en una carta a Meitner, llamó a esta nueva reacción una "explosión" del núcleo de uranio. Frisch y Meitner plantearon la hipótesis de que el núcleo de uranio se había dividido en dos, explicaron el proceso y estimaron la energía liberada, y Frisch acuñó el término fisión , adoptado de un proceso en biología, para describirlo. [6] [7]
Las restricciones políticas de la era nazi obligaron a los equipos de Hahn y Strassmann y al de Frisch y Meitner (ambos judíos) a publicar por separado. El artículo de Hahn describió el experimento y el hallazgo del subproducto de bario. [8] El artículo de Meitner y Frisch explica la física detrás del fenómeno. [9]
Frisch regresó a Copenhague, donde rápidamente pudo aislar los fragmentos producidos por las reacciones de fisión. [10] Como recordó más tarde el propio Frisch, George Placzek le sugirió una idea fundamental para la prueba experimental directa de la fisión nuclear . [11] [12] Muchos sienten que Meitner y Frisch merecían el reconocimiento del Premio Nobel por sus contribuciones a la comprensión de la fisión. [13]
A mediados de 1939, Frisch abandonó Dinamarca para lo que anticipó sería un viaje corto a Birmingham , pero el estallido de la Segunda Guerra Mundial impidió su regreso. Con la guerra en mente, él y el físico Rudolf Peierls redactaron el memorando Frisch-Peierls en la Universidad de Birmingham , que fue el primer documento que estableció un proceso mediante el cual se podía generar una explosión atómica. Su proceso utilizaría uranio-235 separado, lo que requeriría una masa crítica bastante pequeña y podría alcanzar la criticidad utilizando explosivos convencionales para crear una detonación inmensamente poderosa. El memorando continúa prediciendo los efectos de tal explosión, desde la explosión inicial hasta las consecuencias resultantes . Este memorando fue la base del trabajo británico para la construcción de un dispositivo atómico (el proyecto Tube Alloys ) y también el del Proyecto Manhattan en el que trabajó Frisch como parte de la delegación británica . Frisch y Rudolf Peierls trabajaron juntos en el Departamento de Física de la Universidad de Birmingham entre 1939 y 1940. [14] Se fue a Estados Unidos en 1943 y rápidamente se convirtió en ciudadano británico .
En 1944 en Los Álamos , una de las tareas de Frisch como líder del grupo de Asambleas Críticas era determinar con precisión la cantidad exacta de uranio enriquecido que se necesitaría para crear la masa crítica, la masa de uranio que sustentaría una reacción nuclear en cadena. [15] Lo hizo apilando varias docenas de barras de 3 cm de hidruro de uranio enriquecido a la vez y midiendo la creciente actividad de neutrones a medida que se acercaba a la masa crítica. El hidrógeno en las barras de metal aumentó el tiempo que requirió la reacción para acelerarse. Un día, Frisch estuvo a punto de provocar una reacción desenfrenada al inclinarse sobre la pila, a la que denominó "la asamblea de Lady Godiva ". [16] Su cuerpo reflejó neutrones de regreso a la pila. Por el rabillo del ojo vio que las lámparas rojas que parpadeaban intermitentemente cuando se emitían neutrones, estaban "brillando continuamente". [16] Al darse cuenta de lo que estaba sucediendo, Frisch rápidamente dispersó los barrotes con la mano. Posteriormente calculó que la dosis de radiación era "bastante inofensiva" pero que si "hubiera dudado otros dos segundos antes de retirar el material... la dosis habría sido fatal". [16] "En dos segundos recibió, según los generosos estándares de la época, la dosis permitida de radiación de neutrones para un día completo". [17] De esta manera, sus experimentos determinaron las masas exactas de uranio necesarias para disparar la bomba Little Boy sobre Hiroshima .
También diseñó el experimento de la "cola de dragón" o "guillotina", en el que se dejaba caer una bala de uranio a través de un agujero en una masa fija de uranio más grande, alcanzando justo por encima de la masa crítica (0,1%) durante una fracción de segundo. [18] En la reunión para aprobar el experimento, Richard Feynman , comentando el peligro transitorio involucrado, dijo que era "como hacerle cosquillas en la cola a un dragón dormido". En un período de aproximadamente 3 milisegundos, la temperatura aumentó a un ritmo de 2.000 °C por segundo y se emitieron más de 10 15 neutrones en exceso. [19]
En 1946 regresó a Inglaterra para ocupar el puesto de jefe de la división de física nuclear del Atomic Energy Research Establishment en Harwell, aunque también pasó gran parte de los siguientes treinta años enseñando en Cambridge , donde fue profesor jacksoniano de filosofía natural . ] y miembro del Trinity College .
Antes de jubilarse, diseñó [20] un dispositivo, SWEEPNIK , que utilizaba un láser y una computadora para medir huellas en cámaras de burbujas . Al ver que esto tenía aplicaciones más amplias, ayudó a fundar una empresa, Laser-Scan Limited, ahora conocida como Laser-Scan Engineering Ltd., para explotar la idea.
Se retiró de la cátedra en 1972 según lo exige el reglamento de la Universidad. [20] Murió el 22 de septiembre de 1979. [5]
Estábamos construyendo un conjunto inusual, sin material reflectante a su alrededor; sólo el compuesto reactivo de uranio-235... Por razones obvias lo llamamos la asamblea de Lady Godiva.
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