Heisenberg y el proyecto nuclear alemán (1ª Parte)

  1. Introducción

El descubrimiento de la energía nuclear y la subsiguiente carrera de los EEUU por construir la primera bomba atómica constituyen uno de los episodios más dramáticos del siglo XX. Es una historia plagada de acontecimientos sorprendentes, donde los primeros descubrimientos sobre fisión nuclear y los intentos por comprender la nueva física coinciden con la invasión de Hitler a Polonia y la anexión de Austria al Tercer Reich. Esta situación empujó al exilio a miles de personas, entre ellas muchos científicos brillantes. En medio del caos generalizado, hubo quienes tuvieron la lucidez suficiente para ver que los nuevos descubrimientos podrían utilizarse para construir una bomba de gran poder, algo que incluso podría estar ya desarrollándose por el régimen nazi. La mayor parte de esta historia es bien conocida, incluyendo el desarrollo del programa nuclear en los EEUU (conocido como Proyecto Manhattan). Vale la pena recomendar el excelente relato novelado sobre este tema realizado por Richard Rhodes, que le valiera el Premio Pulitzer en 1986 [1].

Menos conocida es la otra parte de la historia, la relacionada con el programa nuclear alemán, y que me propongo contar aquí. Afortunadamente, hoy también sabemos bastante sobre este tema, gracias sobre todo al excelente libro de Bernstein [2] y al más reciente trabajo de Cassidy [3], que incluye el análisis de nuevas cartas publicadas por el Archivo Niels Bohr en 2002. En español, un buen resumen del tema puede encontrarse en el primer capítulo del libro de F.J. Ynduráin [4]. Una de las certezas más claras que se desprenden de estos trabajos es que los científicos al mando de Heisenberg intentaron a conciencia construir una bomba atómica bajo el régimen de Hitler. No lo consiguieron fundamentalmente por desconocimiento, y en menor medida, por falta de medios.

Heisenberg es conocido y admirado por todos los físicos del mundo por sus contribuciones fundamentales a la mecánica cuántica. Sin embargo, su participación directa en el proyecto nuclear alemán durante la segunda guerra mundial es prácticamente desconocida, no solo por los estudiantes sino incluso por la mayoría de físicos profesionales. En mi humilde opinión, la historia de Heisenberg al mando del proyecto nuclear alemán es un muy buen ejemplo de cómo no hay que comportarse en circunstancias similares. Creo que solo por eso, merece ser contada y leída por futuros científicos.

  1. El proyecto ALSOS y el Club del uranio

La mayor parte de lo que sabemos del proyecto nuclear alemán se debe a las revelaciones del proyecto ALSOS, una misión de inteligencia que formaba parte del proyecto nuclear norteamericano [5]. Tan pronto como las condiciones lo hicieron posible, un grupo de científicos y militares aliados recorrieron sitios estratégicos de Francia y Alemania con el objetivo de encontrar las instalaciones dedicadas a la fabricación de la bomba y, sobre todo, secuestrar a los científicos alemanes involucrados, evitando así que caigan en manos de los rusos. El encargado de la misión ALSOS era Samuel Goudsmit, un holandés cuyos padres habían muerto en las cámaras de gas nazis. El equipo a su mando llegó a París en agosto de 1944. Encontraron bastante pronto unos documentos que demostraban que los alemanes estaban muy lejos de poder construir la bomba. Allí se enteran de que Heisenberg y su gente estaban en la selva negra alemana, en Haigerloch. Se dirigieron hasta allí, donde entre otras cosas, encontraron el reactor que estaban construyendo. Más tarde, Goudsmit resumiría su sorpresa con esta frase: “A veces me pregunto si nuestro gobierno no gasto más dinero en la misión ALSOS que los alemanes en todo su proyecto nuclear.”

La misión ALSOS fue todo un éxito. Pudieron localizar a diez científicos del proyecto nuclear alemán, incluido Heisenberg. Todos ellos fueron trasladados a un lugar conocido como Farm Hall, una casona situada a unos 30 km de Cambridge, donde se los mantuvo encerrados durante seis meses, a partir del 3 de julio de 1945. De los científicos encerrados en Farm Hall, solo Von Laue (anti-nazi) no participaba en el proyecto alemán. Entre los demás, se encontraban Otto Hahn (anti-nazi), Erich Bagge, Kurt Diebner, Walter Gerlach, Paul Harteck y Carl von Weizsaecker, cuyo padre (Ernst) fue el número dos del Ministerio de Exteriores de Hitler en el periodo 1938-1943[1].

Una de las buenas ideas de la inteligencia aliada consistió en equipar Farm Hall con micrófonos ocultos, que permitieron grabar las conversaciones de los alemanes, incluida su reacción al enterarse del lanzamiento de la primera bomba atómica sobre Hiroshima. Estas grabaciones fueron consideradas información clasificada por los gobiernos ingleses y norteamericanos hasta 1992. En cuanto se desclasificaron, un gran número de historiadores y científicos tuvieron acceso a información de primera línea sobre el proyecto nuclear alemán. Entre ellos se encontraba Jeremy Bernstein, un reconocido físico de altas energías con suficientes conocimientos para poder evaluar en toda su magnitud el contenido de las grabaciones. El resultado de su estudio se publicó en 1996. Lo que sigue es un resumen de las grabaciones de Farm Hall, basado en el libro de Bernstein.

En septiembre de 1939, y por recomendación del Ministerio de Guerra, Diebner y Bagge fundaron en Berlín el llamado “Club del uranio” (Uranverein en alemán). En su primer informe para el Uranverein (diciembre de 1939), Heisenberg dice ya que con uranio se puede hacer una bomba. Estima en 2-3 toneladas la masa crítica (el valor correcto son unos 50 kg). Luego de un debate, deciden que “si puede hacerse, debe hacerse”. Esto es tres años y medio antes de que comience el Proyecto Manhattan. Diebner dirigía en Berlín una parte del proyecto alemán; Heisenberg, la otra parte en Leipzig.

Antes de seguir, es importante mencionar algunos hechos básicos de física nuclear. Otto Hahn había descubierto en Berlín (diciembre de 1938) la fisión nuclear, al bombardear átomos de uranio con neutrones. El experimento mostraba que se producía bario, un elemento más liviano que el uranio, algo difícil de entender. Hahn escribió una carta a Lise Meitner, que había trabajado con él en Berlín hasta que tuvo que huir a Estocolmo[2]. Meitner y su sobrino Otto Frisch dieron con la clave para entender lo que había ocurrido: el núcleo de uranio, al ser bombardeado por neutrones, se había partido en dos, produciendo núcleos de bario y kriptón. De regreso a Copenhague, Frisch le contó la idea a Niels Bohr, quien pronto descubrió un hecho esencial en esta historia: de los dos isótopos que forman el uranio natural (U-235 y U-238), el elemento fisionable es el isótopo U-235. La proporción de U-235 presente en uranio natural es de apenas 0.7%, y es muy difícil de separar del U-238. En la práctica, éste es el mayor obstáculo para realizar una bomba atómica a partir de uranio natural.

Fisión nuclear de un átomo de uranio-235
Fisión nuclear de un átomo de uranio-235

Una alternativa es emplear plutonio, un elemento transuránico que se produce artificialmente irradiando uranio natural con neutrones. Esto significa que para conseguir plutonio hace falta construir primero un reactor, que funciona con uranio natural[3], empleando un moderador (para “frenar” los neutrones) que puede ser agua pesada o grafito. En cinco años de trabajo hasta su detención en Farm Hall, los alemanes fueron incapaces de construir un reactor, con el que se obtendría el plutonio necesario para una bomba. El proyecto americano lo consiguió en 1942 mediante la llamada “pila de Fermi”, el primer reactor construido en el mundo, puesto en marcha en Chicago usando grafito como moderador.

La cuestión del moderador es esencial para la construcción de un reactor. Que Fermi usara grafito como moderador no fue casualidad; había medido la sección eficaz del grafito súper puro, y vio que era un buen moderador. Afortunadamente, no publicó sus resultados. Los alemanes habían descartado el uso de grafito, ya que los experimentos que realizo Bothe (con grafito algo contaminado) no dieron buenos resultados. Hoy sabemos que el grafito con ínfimas impurezas de boro (1/500.000) no funciona como moderador.

Los alemanes decidieron por tanto usar agua pesada como moderador. La única planta existente en el mundo estaba en Noruega. La compañía alemana IG Farben, encargada del suministro, comenzó a comprarles grandes cantidades de agua pesada. Al cabo de unos meses, los noruegos se negaron a seguir vendiéndoles, aunque esta situación duraría poco: el tiempo que tardaron las tropas de Hitler en ocupar Noruega y Dinamarca. El proyecto nuclear alemán pasó así a depender enteramente de la planta noruega, lo que a la larga se revelaría como un gran error. Un comando aliado logró destruir la planta en 1943. En la práctica, esto marcaría el fin del programa nuclear alemán.

Opciones tecnológicas para fabricar una bomba atómica en 1940 (adaptada del blog de Yuri.)
Opciones tecnológicas para fabricar una bomba atómica en 1940 (adaptada del blog de Yuri)

En 1940, Otto Frisch y Rudolf Peierls (ambos judíos que habían emigrado de Alemania a Inglaterra) consiguen hacer la primera estimación fiable de la masa crítica de U-235 necesaria para construir una bomba atómica. Obtienen 1 kg, valor erróneo pero que sugiere que la bomba es posible; hasta entonces, se estimaba que la cantidad de uranio necesaria sería de varias toneladas, lo que hacía la construcción de una bomba inviable. Con estos resultados, se dan cuenta de que los alemanes podrían saberlo también. La sensación de desazón que se apoderó de la comunidad científica por entonces la resumiría más tarde el Nobel James Chadwick con la siguiente frase: “Fueron las únicas noches en toda mi vida que tuve que tomar pastillas para dormir”.

Del lado alemán, hay que mencionar dos hechos fundamentales. El primero es un informe de cinco páginas que Carl von Weizsaecker envió (en julio de 1940) al Ministerio de Guerra y a Heisenberg explicando cómo usar transuránicos para hacer bombas. El segundo hecho es más decisivo, y consiste en una famosa conferencia convocada por el gobierno alemán en Berlín, que tuvo lugar el 26 de febrero de 1942 [2]. Asistieron todos los responsables del gobierno, entre ellos Bernhard Rust, nazi radical, Ministro de Educación, Ciencia y Cultura de Hitler. En esta conferencia, Heisenberg promociona en forma muy detallada la posibilidad de hacer una bomba de uranio. Aunque no era nazi, es muy difícil encontrar una doble lectura a esta conferencia suya frente a buena parte de la plana mayor nazi ([2], p.37 y Apéndice A).

La conferencia dio sus frutos: ese mismo año Heisenberg fue nombrado director del Kaiser-Wilhem Institut y profesor en la Universidad de Berlín, lo que en la práctica equivalía a nombrarlo director del programa nuclear alemán. Harteck fue de los pocos que se quejó: “Cómo puede dirigir el proyecto alguien que nunca hizo un experimento?” Afortunadamente, nadie atendió a sus reclamos.

  1. Las escuchas de Farm Hall

A continuación, un resumen con algunas perlas de las grabaciones de Farm Hall. En la primera escucha, Diebner pregunta: “¿Crees que tendrán micrófonos aquí?” A lo que Heisenberg contesta: “Seguro que no, no creo que conozcan los métodos de la Gestapo. Esta gente no sabe hacer las cosas bien.”

Casa de Farm Hall donde fueron internados los científicos alemanes
Casa de Farm Hall donde fueron internados los científicos alemanes

Como es sabido, al finalizar la segunda guerra mundial EEUU, Rusia e Inglaterra se reunieron en la llamada Conferencia de Potsdam para discutir el futuro de Alemania y el nuevo orden mundial. Esta digresión es para poner en contexto una de las grabaciones más extravagantes de Farm Hall, que casi roza el surrealismo. Enterados a través de la prensa (que se les proporcionaba a diario) del encuentro de Potsdam, Heisenberg y Carl von Weizsaecker fantasean con la idea de que en dicho encuentro el principal asunto sería casi con seguridad…¡el futuro de los que estaban encerrados en Farm Hall! No hará falta decir que este asunto no le importaba a nadie por entonces, en un mundo que acababa de descubrir las atrocidades de los campos de concentración nazis y donde Japón aún no se había rendido. Este comentario deja claro la falta de contacto con la realidad de estos científicos. En esta misma escucha, Heisenberg pone en evidencia que la gente como él sabía de la existencia de los campos de concentración ([2], p.98).

Heisenberg, Hahn y otros no dan crédito cuando leen en los diarios la noticia de la bomba de Hiroshima. Al principio creen que están siendo engañados, pero lo escuchan luego por la radio, y de a poco terminan aceptando que los aliados lograron construir la bomba. En esta grabación se ve claramente la confusión general que tenía Heisenberg sobre varios puntos fundamentales de la bomba. Queda en evidencia que su objetivo era hacer la bomba, aunque no tenía los conocimientos suficientes para llevarlo a cabo. Vale la pena mencionar que por ejemplo, el óxido de uranio que usaba Heisenberg en sus experimentos lo extraía la compañía Auer mediante trabajo esclavo. Unas 2000 mujeres del campo de concentración de Sachsenhausen trabajaron allí. En éste como en otros muchos pasajes de las grabaciones, se nota más el lamento por haber fracasado en la construcción de la bomba, que la alegría por saber que Hitler no la tuvo.

Es en esta grabación, al enterarse de la bomba de Hiroshima, que nace el Lesart, la interpretación (deformada) de los hechos que hace Carl von Weizsaecker: “La historia dirá que los norteamericanos e ingleses hicieron la bomba, mientras que los alemanes, bajo Hitler, se dedicaron a construir un reactor. El uso pacífico de la energía nuclear fue hecho por alemanes, mientras que la bomba la hicieron los aliados.” Aquí conviene recordar que los alemanes nunca construyeron un reactor. A Carl von Weizsaecker se le olvida también su informe (ya mencionado) para el Ministerio de Guerra, diciendo que un reactor sería muy útil para obtener plutonio, el mejor material para la bomba. Al enterarse de la bomba de Hiroshima, Bagge le dice a Carl von Weizsaecker: “Puede que usted no quisiera tener éxito, pero los demás sí que lo buscábamos.”

Para poder saber más sobre el tema, los aliados envían a Farm Hall al premio Nobel Patrick Blackett, un especialista en física nuclear. Cuando entrevista a Heisenberg, éste se olvida de su proyecto de realizar la bomba, y solo habla del trabajo realizado para construir un reactor nuclear. Otto Hahn es algo mas explicito, y llega a decir que “…en realidad, nosotros estábamos engañando a nuestro gobierno…”, en perfecta sintonía con el Lesart ya mencionado.

Curiosamente, la academia sueca concedió en noviembre de 1945 el premio Nobel de química a Otto Hahn en solitario, en una de sus metidas de pata más famosas. De nuevo, la situación roza el surrealismo: los aliados acababan de lanzar las bombas atómicas sobre Hiroshima y Nagasaki, los científicos alemanes que estaban intentando construirla para Hitler estaban encerrados en Farm Hall, y la academia sueca decide premiar a uno de ellos, Otto Hahn, olvidando a sus colaboradores Otto Frisch[1] y Lise Meitner, que son quienes explicaron el proceso de fisión nuclear. Las candidaturas al Nobel de Frisch y Meitner seguirían llegando durante varios años, nominados por Niels Bohr, Max Planck y Louis de Broglie, entre otros [9]. Nunca se los concedieron.

Mesa de trabajo en la que Otto Hahn descubrió la fisión nuclear en Berlín,  1938 (Deutsches Museum).
Mesa de trabajo en la que Otto Hahn descubrió la fisión nuclear en Berlín, 1938 (Deutsches Museum).

Finalmente, hay otra grabación que merece la pena destacar. En algún momento, ya cansados de los meses de encierro, deciden escribir una carta de protesta con varias exigencias, en la que se lamentan de “la difícil situación de sus familias.” Sin dudas esto era cierto, como que la guerra la había iniciado Alemania. De nuevo, regresa la imagen del físico en su torre de marfil.

Ya en la Alemania de posguerra, Heisenberg y Otto Hahn se instalaron en Goettingen, en el que fuera el laboratorio de Prandtl. En 1952, Heisenberg fue elegido presidente de la Fundación Alexander von Humboldt; en 1958, fue nombrado director del Instituto Max Planck de Munich. Dedicó buena parte de su tiempo a escribir certificados de blanqueo (“Persilscheine”[5]) para muchos miembros del partido nazi que necesitaban demostrar que en realidad no tuvieron nada que ver con el asunto. Existe mucha documentación sobre el tema, podemos mencionar por ejemplo el caso de Pascual Jordan, miembro del partido y nazi declarado, que recibió un Persilschein por parte de Heisenberg[6]

En este período, Heisenberg dedicó todos sus esfuerzos a presentar de la manera más favorable posible el programa nuclear alemán que él había dirigido. Este Lesart se terminó de formalizar con la publicación en 1956 de un libro [6] que presentaba el Lesart de Carl von Weizsaecker al pie de la letra (Bernstein afirma que “…no cabe duda de que Carl von Weizsaecker participó en la escritura del libro”). En él se defiende la idea de que los científicos alemanes impidieron a conciencia la construcción de la bomba para Hitler, y que emplearon dicho proyecto solo como fachada para sobrevivir, sin llegar nunca a concretarlo. Esto presupone que los científicos involucrados tenían suficiente control sobre lo que hacían, lo que no era cierto.

Esta es la primera parte de una serie de dos artículos que nos envía Daniel Farías Tejerina. Licenciado en Física (Universidad de Buenos Aires), doctor en física por la Universidad Libre de Berlín. Soy Profesor titular en la Universidad Autónoma de Madrid, en el Departamento de Física de la Materia Condensada. Miembro del Instituto Nicolás Cabrera y del IFIMAC. Hago física cuántica (experimental), actualmente estudio las propiedades de nuevos materiales bidimensionales y la interacción de moléculas con superficies. Escéptico apasionado, creo que la ciencia es lo mejor que le ha pasado a la humanidad en toda su historia.

Notas del autor:

[1] Ernst von Weizsaecker fue condenado en los juicios de Núremberg a siete años de prisión por su responsabilidad en la deportación de judíos franceses.

[2] Meitner era austríaca, de origen judío. Con la anexión de Austria al Tercer Reich, se vio forzada a emigrar de inmediato.

[3] En realidad, el uranio natural debe ser previamente “enriquecido”, para aumentar su proporción de U-235.

[4] Frisch fue quien acuñó el término “fisión” para este fenómeno.

[5] Persil era un jabón, cuyo lema publicitario era “limpio y puro”.

[6] Jordan tuvo menos suerte con la carta de blanqueo que le pidió a Niels Bohr: éste le contestó con una lista de sus familiares y amigos que habían muerto a manos de los nazis.

Referencias:

[1] Richard Rodhes. The Making of the Atomic Bomb. Simon & Schuster UK (2012).

[2] Jeremy Bernstein. Hitler’s Uranium Club: The Secret Recordings at Farm Hall. Copernicus (2001).

[3] David C. Cassidy. Beyond Uncertainty: Heisenberg, Quantum Physics, and the Bomb. Bellevue Literary Press (2010).

[4] Francisco José Ynduráin Muñoz. Los desafíos de la ciencia: Diez ensayos sobre la ciencia, los científicos y la historia. Crítica (2003).

[5] Samuel A. Goudsmit. Alsos. American Institute of Physics (1985).

[6] Robert Jungk. Brighter than a Thousand Suns. Penguin (1982).

[7] Michael Frayn. Copenhagen. Anchor Books (2000).

[8] Leslie Groves. Now It Can Be Told: The Story of the Manhattan Project. Da Capo (1983).

[9] Otto Frisch. What Little I remember. Cambridge University Press (1979).

[10] István Hargittai. The road to Stockholm. Oxford University Press (2002).

[11] Carta a Max von Laue, 26.05.1933. Einstein Archives 16-089.


6 Comentarios

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JuanJuan

Muy apasionante, y a la vez triste el uso de la energía nuclear para fabricar bombas.
Existen varias películas sobre las cuatro misiones de la Batalla del agua pesada, para destruir la planta de Telemark, que fabricaba óxido de deuterio y hundir el transbordador que trasladaba el stock de agua pesada en el lago Tinn.
https://es.wikipedia.org/wiki/Operac..._Gunnerside
https://es.wikipedia.org/wiki/Batall...agua_pesada

También estaría bien leer sobre los proyectos ruso y chino, de los que no se suele hablar.

Daniel FaríasDaniel Farías

Si, gracias por apuntarlo, de hecho la miniserie noruega sobre el tema (el link viene en una de las webs que pusiste) está muy bien documentada, hace un relato muy preciso de toda la operación.

Claudi MansClaudi Mans

Carl von Weizsäcker es autor de un libro sobre filosofía de la ciencia denominado “La importancia de la ciencia”, recopilación de conferencias de 1959-1962 editado por Labor en 1966. Fue decisivo en mi orientación personal y profesional.
Es sorprendente y aparentemente contradictorio que Weizsäcker colaborara en el proyecto de bomba alemán, y al cabo de pocos años recibiera diversos galardones como el premio Goethe (alemán), el premio de la Paz del Comercio Librero Alemán (premio internacional), el premio Erasmus (holandés) o el premio Templeton (norteamericano), o fuese contratado por la universidad de Glasgow. Formó a su vez parte de un grupo de dieciocho científicos alemanes que declararon su rechazo al uso de armas atómicas, en 1951.
¿Qué creía Weizsäcker? ¿Cambió de forma de pensar a lo largo del tiempo? ¿Mintió, y a quienes?

OscarOscar

¿Porqué es contradictorio?; Era Alemán, Independientemente de sus opiniones políticas estaba en una guerra y querría que su bando ganara la guerra, aunque sólo fuera para evitar las represalias.
HAy mucha gente buena en los conflictos que se ve inmersa en batallas que no son suyas y que sólo hace lo que cree que es mejor para su entorno.
ME parece que el artículo hay muchos juicios de valor y prejuzga. Heisenberg no era nazi, de hecho ayudo a la salida de científicos de alemania; FErmi fue partidario del uso de las bombas nucleares sobre población civil. En base a estos hechos habría que replantearse las cualidades morales del bien y mal de los implicados en esta batalla cientifica y tecnológica

ArturoArturo

Comparto tu opinion, son emitidos en exceso juicios de valor con ligero fundamento. El articulo en si refleja mas una opinion antinazi (sin menospreciar o aligerar la carga de los horrores cometidos en la guerra) que la exhaustiva investigacion y recopilacion de nueva informacion sobre el proyecto nuclear aleman y sus diversas aristas.
Recomiendo enormemente el articulo de la pizzarra de Yuri sobre el proyecto nuclear aleman.
http://www.lapizarradeyuri.com/2010/...omico-nazi/

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