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 en 1949 de la datación por radiocarbono , 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.
Graduado en química en 1931 por la Universidad de California, Berkeley , donde recibió su doctorado en 1933, estudió elementos radiactivos y desarrolló contadores Geiger sensibles para medir la radiactividad débil natural y artificial. Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó en los Laboratorios de Materiales de Aleaciones Sustitutas (SAM) del Proyecto Manhattan en la Universidad de Columbia , desarrollando 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 podía utilizarse de manera similar para fechar el agua y, por 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 realización de un programa intensivo 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, Los Ángeles (UCLA), cargo que ocupó hasta su jubilación en 1976. En 1962, se convirtió en director del Instituto Estatal de Geofísica y Geofísica de la Universidad de California. Física Planetaria (IGPP). Inició el primer programa de Ingeniería Ambiental en 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 agricultores Ora Edward Libby y su esposa Eva May (de soltera 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 en Colorado. [3] Cuando tenía cinco años, los padres de Libby se mudaron a Santa Rosa, California . [4] Asistió a la escuela secundaria Analy , en Sebastopol , donde se graduó en 1926. [5] Libby, que llegó a medir 188 cm (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 obtuvo 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 nombrada instructora 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 los débiles naturales y radiactividad artificial. [9] Se unió al capítulo de Alpha Chi Sigma de Berkeley en 1941. [11] Ese año recibió una beca Guggenheim , [10] y eligió 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 al premio Nobel Harold Urey . Urey hizo arreglos para que Libby recibiera un permiso de la Universidad de California, Berkeley y se uniera a él en la Universidad de Columbia para trabajar en el Proyecto Manhattan , el proyecto en tiempos de guerra para desarrollar bombas atómicas , [1] [6] en lo que se convirtió en sus materiales de aleación sustitutos. (SAM) Laboratorios. [12] Durante su estancia en el área de la ciudad de Nueva York, Libby residía en Leonia, Nueva Jersey . [13]
Durante los siguientes tres años, Libby trabajó en el proceso de difusión gaseosa para el enriquecimiento de uranio . [4] Una bomba atómica requería material fisionable , y el uranio fisible-235 constituía sólo el 0,7 por ciento del uranio natural. Por lo tanto, los laboratorios SAM tuvieron que encontrar una manera de separar kilogramos de uranio-238, que es más abundante . La difusión gaseosa se basaba en 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 Jelliff Manufacturing Corporation y Edward Adler del City College de Nueva York , que se conoció como la barrera "Norris-Adler" a finales de 1942. . [dieciséis]
Además de desarrollar una barrera adecuada, los Laboratorios SAM también tuvieron que ayudar en el diseño de una planta de separación de gases, que pasó a ser conocida 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 total, los problemas restantes podrían resolverse. Aunque persistían las dudas, los trabajos de construcción de la planta de producción a gran escala del K-25 comenzaron en septiembre de 1943. [18]
Cuando 1943 dio paso a 1944, persistieron muchos problemas. Las pruebas de la maquinaria en K-25 comenzaron en abril de 1944 sin barrera. La atención se centró en un nuevo proceso desarrollado por Kellex. Finalmente, en julio de 1944, se empezaron a instalar barreras Kellex en el K-25. [19] El K-25 comenzó a funcionar en febrero de 1945 y, a medida que cascada tras cascada se ponía en funcionamiento, la calidad del producto aumentó. En abril de 1945, el K-25 había alcanzado un enriquecimiento del 1,1%. [20] Se introdujo uranio parcialmente enriquecido en K-25 en los calutrones en Y-12 para completar el proceso de enriquecimiento. [21]
La construcción de las etapas superiores de la planta K-25 se canceló y, en su lugar, se ordenó a Kellex que diseñara y construyera una unidad de alimentación lateral de 540 etapas, que pasó a ser conocida como K-27. [22] La última de las 2.892 etapas del K-25 comenzó a funcionar en agosto de 1945. [20] El 5 de agosto, el K-25 comenzó a producir pienso enriquecido al 23 por ciento de uranio-235. [23] K-25 y K-27 alcanzaron su máximo potencial sólo a principios del período de posguerra, cuando eclipsaron a las otras plantas de producción y se convirtieron en prototipos de una nueva generación de plantas. [20] Se utilizó uranio enriquecido 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 una cátedra en el departamento de química del nuevo Instituto de Estudios Nucleares . [1] Regresó a sus estudios sobre la 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, dando así a cualquier compuesto orgánico un reloj nuclear incorporado. [26] Publicó su teoría en 1946, [28] [29] y la amplió en su monografía Radiocarbon Dating en 1955. También desarrolló detectores de radiación sensibles que podían realizar las mediciones requeridas por la técnica. Las pruebas realizadas con secuoyas con fechas conocidas por los anillos de sus árboles demostraron que la datación por radiocarbono es confiable y precisa. La técnica revolucionó la arqueología , la paleontología y otras disciplinas que se ocupaban de artefactos antiguos. [4] En 1960, recibió el Premio Nobel de Química "por su método de utilizar el carbono-14 para determinar la edad en arqueología, geología, geofísica y otras ramas de la ciencia". [30] También descubrió que el tritio podría usarse de manera similar para fechar 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, el presidente Dwight D. Eisenhower lo nombró comisionado de la AEC por recomendación del sucesor de Dean, Lewis Strauss . Libby y su familia se mudaron de Chicago a Washington, DC. Él trajo consigo un camión lleno de equipo científico, que utilizó para establecer allí un laboratorio en la Institución Carnegie para continuar sus estudios de aminoácidos . Políticamente 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 llevar a cabo un programa intensivo para desarrollar la bomba de hidrógeno . [6] Como comisionada, Libby jugó un papel importante en la promoción del programa Átomos para la paz de Eisenhower , [9] y formó parte de la delegación de Estados Unidos en las Conferencias de Ginebra sobre usos pacíficos de la energía atómica en 1955 y 1958. [6] [ 31]
Como única científica entre los cinco comisionados de la AEC, le correspondió a Libby defender la postura de la administración 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 para determinar el impacto de la lluvia radioactiva en la población mundial que había iniciado en 1953 mientras servía en el GAC. [34] En 1958, incluso Libby y Teller apoyaban 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, Los Ángeles, cargo que ocupó hasta su jubilación en 1976. Enseñó química con honores a estudiantes de primer año. En 1962, se convirtió en director del Instituto Estatal de Geofísica y Física Planetaria (IGPP) de la Universidad de California, cargo que también ocupó hasta 1976. Su tiempo como director abarcó el programa espacial Apolo y los alunizajes. [4] [8]
Libby inició el primer programa de Ingeniería Ambiental en 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 mediante una combustión de combustible más completa. [8] La elección de Richard Nixon como presidente en 1968 generó especulaciones de que Libby podría ser nombrada asesora científica presidencial. Hubo una tormenta de protestas por parte de los científicos que consideraban que Libby era demasiado conservadora y no se hizo la oferta. [36]
Aunque Libby se jubiló y se convirtió en profesora emérita en 1976, [8] permaneció profesionalmente activo 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, incluida la Medalla Chandler de la Universidad de Columbia en 1954, [37] el Remsen Memorial Lecture Award en 1955, el Bicentennial Lecture Award del City College de Nueva York y el Premio Nuclear Premio de Aplicaciones en Química en 1956, Medalla Elliott Cresson del Instituto Franklin en 1957, Premio Willard Gibbs de la Sociedad Química Estadounidense en 1958, Premio Joseph Priestley del Dickinson College y Medalla Albert Einstein en 1959, Sociedad Geológica de América la Medalla Arthur L. Day en 1961, [38] el Premio Placa de Oro 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 Analy High School tiene un mural de Libby, [5] y un parque de la ciudad de Sebastopol y una carretera cercana se nombran en su honor. [41] Su artículo de 1947 sobre datación por radiocarbono fue galardonado con el premio Citation for Chemical Breakthrough 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 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 del Chicago Pile-1 , el primer reactor nuclear del mundo . Se unió a él en UCLA como profesora de ingeniería ambiental en 1973. A través de este segundo matrimonio tuvo dos hijastros, los hijos de su primer matrimonio. [2] [44]
Libby murió en el Centro Médico de la UCLA en Los Ángeles el 8 de septiembre de 1980, a causa de un coágulo de sangre en el pulmón complicado por una neumonía . [36] Sus artículos se encuentran en la Biblioteca de Investigación Charles E. Young de UCLA. [45] Leona y Rainer Berger editaron siete volúmenes de sus artículos y los publicaron 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 animadores, y Robert Ludlum, el autor.
