Willard Frank Libby (17 de diciembre de 1908 – 8 de septiembre de 1980) fue un químico físico estadounidense conocido por su papel en el desarrollo de la datación por radiocarbono en 1949 , un proceso que revolucionó la arqueología y la paleontología . Por sus contribuciones al equipo que desarrolló este proceso, Libby recibió el Premio Nobel de Química en 1960.
Licenciado en química en 1931 por la Universidad de California en Berkeley , donde se doctoró en 1933, estudió elementos radiactivos y desarrolló contadores Geiger sensibles para medir la radiactividad natural y artificial débil. Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó en los laboratorios de materiales de aleación sustitutos (SAM) del Proyecto Manhattan en la Universidad de Columbia , donde desarrolló el proceso de difusión gaseosa para el enriquecimiento de uranio .
Después de la guerra, Libby aceptó una cátedra en el Instituto de Estudios Nucleares de la Universidad de Chicago , donde desarrolló la técnica para datar compuestos orgánicos utilizando carbono-14 . También descubrió que el tritio también podía usarse para datar el agua y, por lo tanto, el vino. En 1950, se convirtió en miembro del Comité Asesor General (GAC) de la Comisión de Energía Atómica (AEC). Fue nombrado comisionado en 1954, convirtiéndose en su único científico. Se puso del lado de Edward Teller en la búsqueda de un programa de choque para desarrollar la bomba de hidrógeno , participó en el programa Átomos para la Paz y defendió las pruebas nucleares atmosféricas de la administración .
Libby renunció a la AEC en 1959 para convertirse en profesor de química en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), puesto que ocupó hasta su jubilación en 1976. En 1962, se convirtió en director del Instituto de Geofísica y Física Planetaria (IGPP) de la Universidad de California . Comenzó el primer programa de Ingeniería Ambiental en la UCLA en 1972 y, como miembro de la Junta de Recursos del Aire de California , trabajó para desarrollar y mejorar los estándares de contaminación del aire de California.
Willard Frank Libby nació en Parachute, Colorado, el 17 de diciembre de 1908, hijo de los granjeros Ora Edward Libby y su esposa Eva May (née Rivers). [1] Tenía dos hermanos, Elmer y Raymond, y dos hermanas, Eva y Evelyn. [2] Libby comenzó su educación en una escuela de dos aulas de Colorado. [3] Cuando tenía cinco años, los padres de Libby se mudaron a Santa Rosa, California . [4] Asistió a la Analy High School , en Sebastopol , de la que se graduó en 1926. [5] Libby, que llegó a medir 1,88 m (6 pies y 2 pulgadas) de altura, jugó como tackle en el equipo de fútbol de la escuela secundaria. [6]
En 1927 ingresó en la Universidad de California, Berkeley, donde recibió su licenciatura en 1931 y su doctorado en 1933, [1] escribiendo su tesis doctoral sobre la "Radiactividad de elementos ordinarios, especialmente samario y neodimio: método de detección" [7] bajo la supervisión de Wendell Mitchell Latimer . [8] Independientemente del trabajo de George de Hevesy y Max Pahl, descubrió que los isótopos naturales de larga vida del samario se desintegran principalmente por emisión de partículas alfa . [9]
Libby fue nombrado Instructor en el departamento de química de la Universidad de California, Berkeley, en 1933. [1] Se convirtió en profesor asistente de química allí en 1938. [10] Pasó la década de 1930 construyendo contadores Geiger sensibles para medir la radiactividad natural y artificial débil. [9] Se unió al capítulo de Berkeley de Alpha Chi Sigma en 1941. [11] Ese año se le concedió una beca Guggenheim , [10] y fue elegido para trabajar en la Universidad de Princeton . [6]
El 8 de diciembre de 1941, el día después de que el ataque japonés a Pearl Harbor llevara a Estados Unidos a la Segunda Guerra Mundial , Libby ofreció sus servicios como voluntario al premio Nobel Harold Urey . Urey hizo los arreglos para que Libby recibiera una licencia de la Universidad de California, Berkeley, y se uniera a él en la Universidad de Columbia para trabajar en el Proyecto Manhattan , el proyecto de guerra para desarrollar bombas atómicas , [1] [6] en lo que se convirtió en sus Laboratorios de Materiales de Aleación Sustitutos (SAM). [12] Durante su tiempo en el área de la ciudad de Nueva York, Libby fue residente de Leonia, Nueva Jersey . [13]
Durante los tres años siguientes, Libby trabajó en el proceso de difusión gaseosa para enriquecer uranio . [4] Una bomba atómica requería material fisible , y el uranio-235 fisible constituía solo el 0,7 por ciento del uranio natural. Por lo tanto, los Laboratorios SAM tuvieron que encontrar una forma de separar kilogramos de este material del uranio-238, que es más abundante . La difusión gaseosa funcionaba según el principio de que un gas más ligero se difunde a través de una barrera más rápido que uno más pesado a una velocidad inversamente proporcional a su peso molecular. Pero el único gas conocido que contenía uranio era el hexafluoruro de uranio , altamente corrosivo , y era difícil encontrar una barrera adecuada. [14]
Durante 1942, Libby y su equipo estudiaron diferentes barreras y los medios para protegerlas de la corrosión del hexafluoruro de uranio. [15] El tipo más prometedor fue una barrera hecha de níquel en polvo desarrollada por Edward O. Norris de la Jelliff Manufacturing Corporation y Edward Adler del City College de Nueva York , que se conoció como la barrera "Norris-Adler" a fines de 1942. [16]
Además de desarrollar una barrera adecuada, los Laboratorios SAM también tuvieron que ayudar en el diseño de una planta de separación de gases, que se conocería como K-25 . Libby ayudó a los ingenieros de Kellex a producir un diseño viable para una planta piloto. [17] Libby realizó una serie de pruebas que indicaron que la barrera Norris-Adler funcionaría, y seguía confiando en que con un esfuerzo máximo, los problemas restantes podrían resolverse. Aunque persistían las dudas, la construcción de la planta de producción a gran escala de K-25 comenzó en septiembre de 1943. [18]
A medida que 1943 dio paso a 1944, muchos problemas persistieron. Las pruebas en la maquinaria de K-25 comenzaron en abril de 1944 sin una barrera. La atención se centró en un nuevo proceso desarrollado por Kellex. Finalmente, en julio de 1944, las barreras Kellex comenzaron a instalarse en K-25. [19] K-25 comenzó a funcionar en febrero de 1945, y a medida que se pusieron en funcionamiento cascada tras cascada, la calidad del producto aumentó. En abril de 1945, K-25 había alcanzado un enriquecimiento del 1,1%. [20] El uranio parcialmente enriquecido en K-25 se introdujo en los calutrones en Y-12 para completar el proceso de enriquecimiento. [21]
La construcción de las etapas superiores de la planta K-25 fue cancelada y Kellex recibió instrucciones de diseñar y construir en su lugar una unidad de alimentación lateral de 540 etapas, que se conocería como K-27. [22] La última de las 2.892 etapas de la K-25 comenzó a funcionar en agosto de 1945. [20] El 5 de agosto, la K-25 empezó a producir uranio-235 enriquecido al 23 por ciento. [23] La K-25 y la K-27 alcanzaron su máximo potencial recién en el período inicial de posguerra, cuando eclipsaron a las otras plantas de producción y se convirtieron en los prototipos de una nueva generación de plantas. [20] El uranio enriquecido se utilizó en la bomba Little Boy empleada en el bombardeo de Hiroshima el 6 de agosto de 1945. [24] Libby trajo a casa una pila de periódicos y le dijo a su esposa: "Esto es lo que he estado haciendo". [6]
Después de la guerra, Libby aceptó una oferta de la Universidad de Chicago para ocupar una cátedra en el departamento de química del nuevo Instituto de Estudios Nucleares . [1] Volvió a sus estudios de radiactividad de antes de la guerra. [4] En 1939, Serge Korff había descubierto que los rayos cósmicos generaban neutrones en la atmósfera superior. Estos interactúan con el nitrógeno-14 en el aire para producir carbono-14 : [25] [26]
La vida media del carbono-14 es de 5.730 ± 40 años. [27] Libby se dio cuenta de que cuando las plantas y los animales mueren dejan de ingerir carbono-14 fresco, lo que le da a cualquier compuesto orgánico un reloj nuclear incorporado. [26] Publicó su teoría en 1946, [28] [29] y la amplió en su monografía Datación por radiocarbono en 1955. También desarrolló detectores de radiación sensibles que podían realizar las mediciones requeridas por la técnica. Las pruebas contra sequoias con fechas conocidas a partir de sus anillos de árboles mostraron que la datación por radiocarbono era confiable y precisa. La técnica revolucionó la arqueología , la paleontología y otras disciplinas que se ocuparon de artefactos antiguos. [4] En 1960, fue galardonado con el Premio Nobel de Química "por su método para utilizar el carbono-14 para la determinación de la edad en arqueología, geología, geofísica y otras ramas de la ciencia". [30] También descubrió que el tritio también podía usarse para datar el agua y, por lo tanto, el vino. [26]
El presidente de la Comisión de Energía Atómica (AEC), Gordon Dean, nombró a Libby para su influyente Comité Asesor General (GAC) en 1950. En 1954, fue nombrado comisionado de la AEC por el presidente Dwight D. Eisenhower por recomendación del sucesor de Dean, Lewis Strauss . Libby y su familia se mudaron de Chicago a Washington, DC . Trajo consigo un camión lleno de equipo científico, que utilizó para establecer un laboratorio en la Institución Carnegie allí para continuar sus estudios de aminoácidos . Políticamente firmemente conservador, fue uno de los pocos científicos que se puso del lado de Edward Teller en lugar de Robert Oppenheimer durante el debate sobre si era prudente seguir un programa de choque para desarrollar la bomba de hidrógeno . [6] Como comisionado, Libby jugó un papel importante en la promoción del programa Átomos para la Paz de Eisenhower , [9] y fue parte de la delegación de los Estados Unidos en las Conferencias de Ginebra sobre Usos Pacíficos de la Energía Atómica en 1955 y 1958. [6] [31]
Como único científico entre los cinco comisionados de la AEC, le correspondió a Libby defender la postura de la administración de Eisenhower sobre las pruebas nucleares atmosféricas . [32] Argumentó que los peligros de la radiación de las pruebas nucleares eran menores que los de las radiografías de tórax y, por lo tanto, menos importantes que el riesgo de tener un arsenal nuclear inadecuado, pero sus argumentos no lograron convencer a la comunidad científica ni tranquilizar al público. [9] [33] En enero de 1956, reveló públicamente la existencia del Proyecto Sunshine , una serie de estudios de investigación secretos para determinar el impacto de la lluvia radiactiva en la población mundial que había iniciado en 1953 mientras servía en el GAC. El proyecto causó controversia después de que se reveló al público y con la revelación se descubrió que gran parte de la investigación implicaba robar los cuerpos de niños muertos sin el consentimiento de los padres y realizar experimentos radiactivos en ellos. Muchos de los 1.500 cadáveres de muestra eran bebés y niños pequeños, y fueron llevados de países desde Australia hasta Europa, a menudo sin el consentimiento o conocimiento de sus padres. [34] En 1958, incluso Libby y Teller apoyaban la imposición de límites a las pruebas nucleares atmosféricas. [35]
Libby renunció a la AEC en 1959 y se convirtió en profesor de química en la Universidad de California en Los Ángeles, puesto que ocupó hasta su jubilación en 1976. Enseñó química a estudiantes de primer año con honores. En 1962, se convirtió en director del Instituto de Geofísica y Física Planetaria (IGPP) de la Universidad de California, cargo que también ocupó hasta 1976. Su etapa como director abarcó el programa espacial Apolo y los alunizajes. [4] [8]
Libby inició el primer programa de Ingeniería Ambiental en la UCLA en 1972. [8] Como miembro de la Junta de Recursos del Aire de California , trabajó para desarrollar y mejorar los estándares de contaminación del aire de California. [9] Estableció un programa de investigación para investigar la catálisis heterogénea con la idea de reducir las emisiones de los vehículos de motor a través de una combustión de combustible más completa. [8] La elección de Richard Nixon como presidente en 1968 generó especulaciones de que Libby podría ser designado como Asesor Científico Presidencial. Hubo una tormenta de protestas de los científicos que sentían que Libby era demasiado conservador, y la oferta no se realizó. [36]
Aunque Libby se jubiló y se convirtió en profesor emérito en 1976, [8] permaneció activo profesionalmente hasta su muerte en 1980. [3]
Libby fue miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias , la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias y la Sociedad Filosófica Estadounidense . [3] Además del Premio Nobel, recibió numerosos honores y premios, entre ellos la Medalla Chandler de la Universidad de Columbia en 1954, [37] el Premio Remsen Memorial Lecture en 1955, el Premio Bicentenario de la City College de Nueva York y el Premio de Aplicaciones Nucleares en Química en 1956, la Medalla Elliott Cresson del Instituto Franklin en 1957, el Premio Willard Gibbs de la Sociedad Química Americana en 1958, el Premio Joseph Priestley del Dickinson College y la Medalla Albert Einstein en 1959, la Medalla Arthur L. Day de la Sociedad Geológica de América en 1961, [38] el Premio Golden Plate de la Academia Americana de Logros en 1961, [39] la Medalla de Oro del Instituto Americano de Químicos en 1970, [40] y el Premio Lehman de la Academia de Ciencias de Nueva York en 1971. Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1950. [38] La biblioteca de la escuela secundaria Analy tiene un mural de Libby, [5] y un parque de la ciudad de Sebastopol y una autopista cercana llevan su nombre en su honor. [41] Su artículo de 1947 sobre la datación por radiocarbono fue honrado con un premio Citation for Chemical Breakthrough Award de la División de Historia de la Química de la Sociedad Química Estadounidense presentado a la Universidad de Chicago en 2016. [42] [43] [29]
En 1940, Libby se casó con Leonor Hickey, profesora de educación física . [6] Tuvieron dos hijas gemelas, Janet Eva y Susan Charlotte, que nacieron en 1945. [2]
En 1966, Libby se divorció de Leonor y se casó con Leona Woods Marshall , una distinguida física nuclear que fue una de las constructoras originales de Chicago Pile-1 , el primer reactor nuclear del mundo . Ella se unió a él en la UCLA como profesora de ingeniería ambiental en 1973. A través de este segundo matrimonio, él adquirió dos hijastros, los hijos de su primer matrimonio. [2] [44]
Libby murió en el Centro Médico UCLA en Los Ángeles el 8 de septiembre de 1980, a causa de un coágulo de sangre en su pulmón complicado con neumonía . [36] Sus artículos se encuentran en la Biblioteca de Investigación Charles E. Young en UCLA. [45] Siete volúmenes de sus artículos fueron editados por Leona y Rainer Berger y publicados en 1981. [46]
Mucho más tarde, entre sus residentes se encontraban cinco ganadores del Premio Nobel, entre ellos Enrico Fermi, uno de los desarrolladores de la bomba atómica, y Willard Libby, quien descubrió la datación por radiocarbono; Sammy Davis Jr., Pat Boone y Alan Alda, los artistas, y Robert Ludlum, el autor
