El Tamiz

Antes simplista que incomprensible

Premios Nobel - Física 1920 (Charles Édouard Guillaume)

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En la última entrega de la serie de los Premios Nobel, hace ocho años, hablamos del Nobel de Física de 1919, entregado al alemán Johannes Stark por su descubrimiento del efecto Doppler en los rayos canales y el desdoblamiento de líneas espectrales en el interior de campos eléctricos.

Lo lógico sería que hoy nos dedicásemos al Nobel de Química del mismo año, pero no hubo galardonados, de modo que hoy hablaremos sobre el Premio Nobel de Física de 1920, otorgado al suizo Charles-Édouard Guillaume, en palabras de la Real Academia Sueca de las Ciencias,

En reconocimiento al servicio que ha prestado a las medidas de precisión en Física gracias a su descubrimiento las propiedades de las aleaciones de acero-níquel.

Si comparamos el logro de Guillaume con el de otros cuyos premios llegarían pronto, como el de Einstein el año siguiente, resulta muy poco impresionante. Los cambios de paradigma, los descubrimientos sorprendentes o las hipótesis revolucionarias son siempre más seductores y, para qué engañarnos, no dedicaremos a este premio la misma extensión que a otros mucho más fascinantes: la metrología no tiene el encanto de la cuántica por mucho que me esfuerce en sacarle jugo.

Pero el trabajo ingrato, meticuloso y pragmático de científicos como Charles-Édouard Guillaume es el que establece la base rigurosa que permite que otros construyan sobre ella teorías maravillosas. Sin maneras de medir las cosas con precisión es imposible realizar experimentos fiables, y sin ellos sería imposible confirmar o descartar las hipótesis de Planck, Einstein o Hawking.

Así que dedicaremos el artículo de hoy a la metrología en general, al estudio de las longitudes en particular, y muy especialmente a la aportación de Guillaume a la precisión en las medidas de longitudes. ¿Preparado?

Charles-Édouard Guillaume
Charles-Édouard Guillaume (1861-1938).

Con la madurez de la ciencia en el siglo XVIII se hizo evidente que era necesaria para su progreso una unificación de los sistemas de medida, que eran un auténtico caos. Francia y España compartían sistema –el francés, por supuesto–, Rusia y el Reino Unido otro diferente, y una multitud de países usaban sistemas heredados de tiempos precientíficos y que solamente entendían ellos. ¡En Alemania, por ejemplo, distintas partes del Imperio utilizaban sistemas diferentes! Era un desastre.

Esto no había sido un problema antes por dos razones. La primera, porque hasta que la ciencia avanzó lo suficiente, no fue capaz de hacer predicciones cuantitativas con suficiente exactitud para ser medidas. Antes, cuantificar las cosas más o menos bastaba: pero después de gente como Newton, eso no era aceptable.

La segunda razón es que científicos de países y sistemas diferentes, en el pasado, apenas hablaban entre sí. Pero con la madurez de la ciencia llegó su globalización. Ahora era imposible para los científicos de países con sistemas diferentes colaborar de ningún modo práctico, y a veces ni siquiera entender las predicciones de los otros; mucho menos aún poder confirmar en un país las hipótesis enunciadas por científicos extranjeros. Hacía falta algo complicadísimo: un acuerdo internacional para unificar pesos y medidas.

James Watt
James Watt (1736-1819).

El genial escocés James Watt decía lo siguiente en 1783:

Tuve muchísimas dificultades para traducir los pesos y medidas al mismo sistema; y muchos de los experimentos alemanes son aún más problemáticos, ya que utilizan pesos y divisiones de ellos diferentes en cada parte del imperio. Por lo tanto, sería muy deseable eliminar estos obstáculos, y que todos los filósofos utilizasen libras divididas del mismo modo. Y creo sinceramente que esto podría conseguirse si usted, Dr. Priestley, y algunos de los experimentadores franceses se avenieran a ello, ya que su utilidad es tan evidente que cualquier persona racional se convencerá de ello inmediatamente.

(James Watt, de Andrew Carnegie, 1905).

El principio del fin de este caos se produjo tras la Revolución Francesa. Francia tenía un auténtico problema con las unidades de medida –bueno, como casi todos–: cada ciudad y cada provincia, e incluso cada gremio, tenía una definición diferente de cada medida, y las divisiones eran todas arbitrarias. De modo que en 1790 un comité formado por gente de la categoría de Joseph-Louis Lagrange, Pierre-Simon Laplace, Gaspard Monge, Jean-Charles de Borda y Nicolas de Condorcet dedicó un año entero a estudiar el problema.

Estos científicos llegaron a dos conclusiones básicas: era necesario definir unidades de medida empíricas, que pudieran ser verificadas experimentalmente. Y era también necesario que los múltiplos y submúltiplos fueran uniformes y fáciles de calcular (y, como sabes, eligieron múltiplos de 10 para esto y prefijos y sufijos consistentes). Gracias a ellos –y a otros que refinaron y pusieron en marcha sus ideas– se estableció en 1795, mediante una ley, el Sistema Métrico, en el que se definían las unidades básicas.

Algunas de ellas eran unidades derivadas, como el área o el litro, y otras además quedaron obsoletas bastante pronto y ya no se usan, como el estéreo (un volumen de madera equivalente a un metro cúbico), pero dos de ellas eran unidades fundamentales y se siguen usando hoy, aunque con definiciones diferentes a las de entonces:

  • El metro, definido como la diezmillonésima parte de la distancia entre el Polo Norte y el Ecuador en el meridiano de París.

  • El gramo, definido como la masa de un centímetro cúbico de agua (los prefijos y sufijos se definían también en la misma ley).

Pesos y medidas
Grabado de 1800 que muestra las unidades del sistema métrico a los franceses.

Era, como digo, el principio de algo nuevo, pero solo el principio. Había dos problemas: el primero era que este sistema era únicamente francés, de modo que no resolvía el obstáculo mencionado por Watt para la comunicación científica internacional. Y el segundo es que es muy fácil definir algo como la diezmillonésima parte de la distancia entre el Polo Norte y el Ecuador en el meridiano de París, pero… ¿cómo demonios se mide eso, y cómo se usa luego esa unidad de medida?

No nos dedicaremos hoy a hablar sobre la unidad de masa, porque el trabajo de Guillaume poco tiene que ver con eso y porque era un problema menos peliagudo: al definir el gramo a partir de una cantidad determinada de agua, no hay más que tomar el agua necesaria y medir una masa equivalente a ella. Desde luego, tiene sus problemas intrínsecos: ¿Qué agua? ¿A qué temperatura? Pero tiene un problema mucho mayor… que, al definir el gramo de este modo, a pesar de ser supuestamente una unidad fundamental, realmente no lo era. Era necesario medir un centímetro cúbico de agua, ¡pero para eso era necesario el centímetro, que dependía del metro!

De modo que la unidad de longitud era crucial. Y los genios científicos franceses (porque lo eran) que habían diseñado el sistema habían sido, en mi humilde opinión, demasiado ambiciosos. Su intención fue definir el metro a partir del tamaño de la propia Tierra. Se habían planteado alternativas que convertían al metro en una unidad derivada del segundo, al definirlo como la longitud del brazo de un péndulo con determinado período. El problema de esa definición era que el período de un péndulo depende del campo gravitatorio, y este a su vez de la altitud e incluso de la posición en el mapa, por el achatamiento de la Tierra y su giro. Vamos, un lío. Pero la idea de los padres del sistema métrico tambíen tenía su tela.

El problema de usar nuestro planeta como referencia es que para definir el metro hacía falta medir el tamaño de la Tierra con una exactitud mucho mayor que la alcanzada jamás antes. Eratóstenes de Cirene fue el primero en estimarlo en el siglo III a. C, haciendo básicamente una proporción entre arcos y ángulos, y los científicos franceses hicieron algo parecido pero con los medios de finales del siglo XVIII: midieron la distancia entre Dunkerque y Montjuic para luego, conocidas las latitudes de ambos lugares, hacer una proporción y estimar la longitud del meridiano de París entre el Polo Norte y el Ecuador, ya que la línea que une ambos puntos sobre la superficie terrestre pasa precisamente por París.

Pierre Méchain y Jean Baptiste Delambre
Pierre Méchain (1744-1804) y Jean Baptiste Delambre (1749-1822).

Lo que nos importa de todo esto ahora mismo es que era necesario hacer medidas geodésicas de una precisión nunca antes alcanzada. De hecho, me admira el trabajo de los líderes de las dos expediciones enviadas desde París, una responsable de medir la distancia de Dunkerque a Rodez, dirigida por Jean Baptiste Delambre, y otra de Rodez a Montjuic, dirigida por Pierre Méchain. Ambos llevaron a cabo el trabajo meticuloso e ingrato al que me refería al empezar el artículo, que no tiene mucho atractivo pero es esencial para hacer ciencia después.

El error cometido fue, de hecho, mínimo: a finales del siglo XX medimos el meridiano de París utilizando satélites y comprobamos que los franceses se equivocaron en 2,20 kilómetros. Esto puede parecer una barbaridad, pero recuerda que estaban midiendo lo que deberían haber sido (por definición) 10000 kilómetros pero resultaron ser 10002,29 kilómetros. ¡Un error del 0,02%! Era algo inevitable, porque claro, la Tierra no tiene una forma regular que pudieran modelar en sus cálculos.

No quiero aburrirte más con toda esta historia: mi objetivo era poner de manifiesto que la precisión en la medida es, para definir cualquier sistema, crucial. Y por esa razón la Academia de las Ciencias de París estaba obsesionada con alcanzar el mayor nivel de precisión posible en general, y en las mediciones geodésicas en particular.

Meridiano de París
Meridiano de París en la Habitación de Cassini, en el Observatorio de París (FredA/CC BY-SA 3.0).

Una vez creado un sistema bastante racional, el otro problema que mencioné antes y que preocupaba tanto a Watt era la internacionalización de ese sistema. Eso se logró poco a poco. La Confederación Helvética adoptó el sistema en 1803, los Países Bajos en 1837 y, gradualmente, fueron haciéndolo otras naciones hasta que en 1875 se firmó un tratado internacional en París, el Tratado del Metro, en el que diecisiete países acordaron la creación de organismos internacionales que velaran por la precisión del sistema métrico y diseñase los cambios posteriores que pudieran producirse (que luego resultaron muchos). Fue el momento en el que la comunidad científica internacional, casi en su totalidad, adoptó el mismo sistema: a Watt se le hubieran saltado las lágrimas. Incluso países que no lo adoptaron para la vida cotidiana, como los Estados Unidos, firmaron el tratado.

Pero el otro problema además de la internacionalización era la precisión: es muy bonito definir el metro a partir del tamaño de la Tierra, pero ¿cómo se miden cosas en el día a día? Tras la expedición de Méchain y Delambre y las correcciones posteriores a sus cálculos se guardó en París un metro de referencia, del que se hacían copias para llevar a todos los países. A partir de esas copias se fabricaban reglas, metros de medida, etc.

Pabellón de Breteuil
Pabellón de Breteuil, sede de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.

Pero ya en 1860, quince años antes del famoso Tratado, era obvio que el metro prototipo no era perfecto. Había sufrido deterioro con los años y además no era completamente rígido y variaba de longitud con la temperatura. Por eso una de las responsabilidades de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (Bureau international des poids et mesures, en el Pabellón de Breteuil, al oeste de París) era diseñar sistemas que otorgasen precisión a los metros de referencia.

Esto llevó al desarrollo de un metro de referencia hecho de una aleación que le proporcionase dureza y estabilidad mecánica y térmica: ¡no, no hemos llegado aún a Guillaume! El científico que lo logró fue Henri Sainte-Claire Deville, que creó una serie de barras de aleación de platino-iridio resistentes a la corrosión y de una estabilidad física extraordinaria. De hecho, en 1889 la Conferencia General de Pesos y Medidas ordenó la fabricación y entrega de uno de estos metros de referencia a cada uno de los países firmantes del Tratado del Metro. ¡Problema solucionado! ¿O no?

Metro estándar
Uno de los metros estándar de platino-iridio creados en 1889 para enviar a los países firmantes del Tratado.

Pues no: las barras de platino-iridio de Deville eran realmente magníficas, pero su precio era desorbitado. Servían para que cada país pudiera tomarlas como referencia, pero no para distribuir por laboratorios de todo el mundo. Tampoco era necesario algo de propiedades físicas extraordinarias para hacer reglas o cintas métricas de andar por casa, pero sí lo era algo intermedio: una aleación con propiedades similares al platino-iridio, pero con un coste asumible para su fabricación en masa. Eso era lo que realmente proporcionaría un metro de precisión a todos los científicos del mundo.

Y ahora sí, por fin, llegamos a nuestro héroe de hoy.

Charles-Édouard Guillaume
Charles-Édouard Guillaume (1861-1938).

Charles Édouard Guillaume había nacido en Suiza en 1861, y en 1883 –seis años antes de la reunión en la que se adoptaron los metros estándar de Deville– entró en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas como ayudante. Allí permanecería el resto de su vida profesional, primero como ayudante, luego como titular, después como director asociado y finalmente como director en 1915.

En su trabajo en la Oficina Guillaume dedicó su atención a cosas diversas: el aumento en la precisión de los termómetros de mercurio y su calibración, la determinación precisa del volumen de un kilogramo de agua, etc. Pero todas ellas tenían en común sobre todo el estudio de la relación entre la temperatura y las propiedades físicas, sobre todo el volumen: la dilatación térmica era el principal enemigo de la precisión en la medida. A partir de 1891 Guillaume se enfocó específicamente en el estudio de un estándar de longitud barato y preciso.

Guillaume apostó desde el principio por el níquel (metal que ya hemos estudiado en Conoce tus elementos). Era resistente a la corrosión y otros ataques químicos, rígido y con un coeficiente de dilatación no demasiado elevado. Pero, por un lado, se rompía fácilmente y era muy difícil construir barras de la suficiente longitud (para medidas geodésicas se usaban barras de cuatro metros), y por otro su estabilidad térmica no era la necesaria.

De modo que el suizo se puso a investigar. La Oficina había realizado ya experimentos con aleaciones diversas, y mirando los datos, Guillaume observó que había una anomalía muy notable en el comportamiento de las aleaciones de hierro-níquel. Cuando el porcentaje de níquel era de un 22% el material no era magnético, pero con un 30% sí. Charles-Édouard se planteó entonces que tal diferencia, no ya de grado sino cualitativa, tenía que significar que en algún punto intermedio el comportamiento atómico de la aleación sufría un cambio radical.

Guillaume realizó multitud de experimentos a lo largo de años. Creó aleaciones con diferentes porcentajes de níquel entre los dos comportamientos radicalmente diferentes, midió sus coeficientes de dilatación y sus propiedades magnéticas, y además cómo ambos cambiaban ante diversos procesos: endurecimiento por impactos, cambios graduales y bruscos de temperatura… No voy a aburrirte con todas las diabluras a las que sometió a las pobres barras de metal, pero lo que descubrió fue que había, efectivamente, un punto especial: un porcentaje de níquel en el que la aleación presentaba un coeficiente de dilatación mínimo, con enorme diferencia respecto a valores similares.

Observa la siguiente gráfica que muestra el coeficiente de dilatación respecto a diferentes concentraciones de níquel en la aleación y te llevarás la misma sorpresa que se llevó el bueno de Charles-Édouard:

Coeficiente de dilatación del hierro-níquel
Coeficiente de dilatación de aleaciones de hierro-níquel frente al porcentaje del segundo (RicHard-59/CC BY-SA 3.0).

Dicho en otras palabras, en 1897 el suizo determinó una composición exacta con la que el acero niquelado apenas cambiaba de longitud con la temperatura, y esa dilatación era el enemigo a batir. Guillaume lo había batido del todo, porque lo había logrado además utilizando el vulgar hierro aderezado con níquel, otro metal baratísimo. No tenía la resistencia mecánica y química del platino-iridio, pero sus propiedades eran enormemente superiores a cualquier otra cosa conocida y su coste era ridículamente bajo.

Creo que es importante resaltar, además del mérito de Guillaume al realizar un trabajo tan minucioso y poco agradecido, que no se trató en absoluto de un descubrimiento teórico ni razonado: fue un triunfo de la física experimental más pura. De hecho, si lees tanto el discurso de entrega del premio como la conferencia del propio Guillaume que dejo al final del artículo, no hay la menor referencia a una posible explicación.

Pero la cosa es aún más curiosa: ¡seguimos sin saber por qué este tipo de aleaciones de hierro-níquel tienen tal coeficiente de dilatación térmica tan pequeño! Sí sabemos que les sucede a aleaciones con mucho hierro y poco níquel, y que parece asociada al comportamiento magnético y a la geometría de los átomos en el metal, pero todas las hipótesis lanzadas al respecto han resultado descartadas al final. De modo que la clave del descubrimiento de Guillaume sigue siendo un misterio.

Bloques de invar
Bloques de invar.

El suizo denominó a su aleación invar, de invariable, por su estabilidad térmica. Se utilizó desde el principio para su propósito original –fabricar medidas de referencia–, pero lo hemos seguido usando desde entonces para todo tipo de piezas metálicas en las que los cambios de volumen con la temperatura, por pequeños que sean, pueden resultar un problema. Se emplea aún hoy en medidas geodésicas (uno de los objetivos de Guillaume), en instrumentos ópticos de precisión como telescopios, en mecanismos de relojes y en muchas otras cosas, por la misma razón que lo desarrolló él: lo barato que es.

De hecho el invar se convirtió en la guinda del pastel para Sigmund Riefler, que unos años antes había patentado algunos de los relojes de péndulo más precisos del mundo. El principal problema de Riefler era que la longitud del péndulo afecta al período, y los cambios de temperatura modificaban la longitud. Pero con la llegada del invar, los relojes de Riefler lo emplearon para la barra del péndulo y ganaron enormemente en precisión. Uno de estos relojes fue el responsable de mantener el estándar de tiempo en los Estados Unidos desde 1904 hasta 1929, porque no existía otro reloj más preciso en el mundo… gracias al invar, claro.

Reloj de Riefler en el NIST
Reloj de Riefler con barra de invar, estándar de tiempos en el NIST hasta 1929.

Además del invar, Guillaume descubrió otra aleación muy peculiar, que denominó elinvar, de elasticidad invariable. El elinvar, compuesto de cantidades bastante exactas de níquel, hierro y cromo, se parecía a su primo en su falta de sensibilidad a la temperatura, pero no en su volumen como el invar, sino en su módulo de elasticidad. La mayor parte de metales y aleaciones son más o menos elásticos dependiendo de la temperatura, pero el elinvar apenas sufre ese efecto. ¿Y para qué es útil esa elasticidad constante, te puedes preguntar? Pues, en la época en la que se descubrió, para los relojes de nuevo, en este caso los de resorte. Como el período de un reloj con muelles o resortes depende de la elasticidad que tienen, los cambios de temperatura afectaban a la precisión, de modo que los relojes más precisos utilizan incluso hoy en día elinvar en sus resortes.

Aunque creo que todo esto es interesante (y a mí me resulta delicioso investigarlo, por eso escribo sobre ello, claro), hay que reconocer que los descubrimientos de Guillaume, mirándolos desde lejos ahora mismo, han ido perdiendo importancia. La propia Oficina de Pesos y Medidas de la que fue director, con los años, fue desligando las unidades de lo que hoy llamamos Sistema Internacional de Unidades de objetos físicos. Los relojes de péndulos y resortes fueron sustituidos por otros de cuarzo y atómicos, mucho más precisos. Y los satélites hicieron menos importantes los instrumentos de medida geodésicos tradicionales.

Pero, por otro lado, sin la ciencia creada con los aparatos de invar todas esas otras cosas tal vez no existirían: una de las maravillas de la Ciencia con mayúscula es que, a diferencia de otros empeños humanos, se destruye a sí misma. La Ciencia se corrige, se hace obsoleta a sí misma, y su propia imperfección y fragilidad conscientes son las que la hacen indestructible a largo plazo.

Así que brindemos por Guillaume y tantos otros discretos experimentadores sin los que Hawking o Fermi no hubieran logrado lo que lograron.

Te dejo con el discurso pronunciado por Å.G. Ekstrand, Presidente de la Real Academia Sueca de las Ciencias, el 10 de diciembre de 1920:

Su Majestad, Sus Altezas Reales, damas y caballeros,

La Real Academia Sueca de las Ciencias ha decidido otorgar el Premio Nobel de Física de 1920 a Charles-Édouard Guillaume, Director de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, por los servicios que ha prestado a las técnicas de medida de precisión en Física gracias a su descubrimiento de las propiedades del acero niquelado.

Uno de los más grandes pensadores griegos dijo que “las cosas son números” e intentó explicar el origen de todo a través de ellos. Los científicos de hoy no llevan el culto a los números hasta tal extremo; ahora bien, reconocen que el conocimiento exacto de la Naturaleza solo empieza cuando logramos expresar los fenómenos en términos de medidas y pesos. El desarrollo de la Ciencia siempre ha ido de la mano con el progreso en la precisión de la medida. Esto se aplica a la Astronomía, la Geodesia, la Química y sobre todo a la Física, cuyo crecimiento se aceleró cuando se empezó a utilizar la precisión moderna a las observaciones.

Este hecho fue comprendido por la Asamblea Nacional Francesa cuando, en 1790, ordenó a la Academia de las Ciencias de París establecer una base invariable para pesos y medidas. Se estableció un comité para tal propósito, compuesto por Borda, Lagrange, Laplace, Monge y Condorcet, y a sugerencia suya la Asamblea Nacional adoptó un sistema decimal basado en una fracción determinada de un cuadrante del meridiano terrestre. Así se introdujeron los principios del sistema métrico en Francia, y luego establecidos mediante una ley aprobada por la Convención el 1 de agosto de 1793.

En otros países el progreso fue más lento. No fue hasta unas cuantas décadas después que los pueblos de Europa empezaron a darse cuenta de las ventajas del sistema métrico, y lo hicieron básicamente gracias a las grandes exposiciones internacionales. Durante la Exposición Internacional de 1867 en París se formó un comité compuesto por la mayor parte de los países representados en ella, con el objetivo de preparar un sistema internacional único para pesos y medidas. La propuesta a tal efecto, aprobada por el Emperador el 1 de septiembre de 1869, se envió a todos los estados, y se fundó así la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Breteuil, cerca de París.

Fue la nación francesa la que no solamente concibió la idea de esta importante reforma, sino también la que, mediante su habilidad diplomática, consiguió además su adopción por todo el mundo civilizado; por esto mismo, por lo tanto, la humanidad debe a Francia una gran deuda de gratitud.

Todas las copias del metro estándar y del kilogramo estándar destinadas a otros países son examinadas y comparadas meticulosamente en esta Oficina Internacional, cuyo director, Charles-Édouard Guillaume, es indudablemente el metrólogo más importante de nuestros días. Al dedicar su vida entera al servicio de la Ciencia, este científico ha realizado una aportación importantísima al progreso del sistema métrico; durante sus largos y meticulosos estudios descubrió un metal con las propiedades físicas más extrordinarias. Este es el descubrimiento que la Academia Sueca de las Ciencias ha intentado recompensar otorgándole el Premio Nobel de Física de este año, ya que el descubrimiento es de enorme importancia para la precisión de las medidas científicas, y por lo tanto para el desarrollo de la Ciencia en general.

La razón es que el mero hecho de tener un sistema internacional de pesos y medidas y una Oficina Internacional para la aplicación de tal sistema no había desterrado los obstáculos involucrados en las operaciones de medida y peso, salvo que fuera posible lograr la máxima precisión en ellas. En el caso de las medidas de longitud en particular, la fuente principal de error era la variación de temperatura, debido a la tan conocida propiedad de los materiales de cambiar de volumen ante las variaciones de temperatura.

Era por lo tanto esencial examinar con la máxima precisión la dilatación de todos los metales y aleaciones bajo la acción del calor. Durante estas delicadas observaciones, y especialmente al estudiar las propiedades de ciertos tipos de acero, Guillaume tuvo la idea aparentemente paradójica de que debería ser posible crear una aleación libre de esta propiedad universal de los materiales de cambiar su volumen con la temperatura. Los experimentos, largos y difíciles, desarrollados por Guillaume año tras año con diversas aleaciones y, sobre todo, con el acero-níquel, para determinar su coeficiente de dilatación, su elasticidad, dureza, cambio con el tiempo y estabilidad, lo llevaron finalmente al crucial descubrimiento de la aleación de acero-níquel denominada invar, cuyo coeficiente de dilatación es prácticamente nulo.

Estos estudios y descubrimientos de Guillaume han permitido aplicaciones nuevas y significativas. Ejemplos de esto son el uso del invar en el diseño de instrumentos físicos, y especialmente en geodesia, donde el descubrimiento de Guillaume ha transformado completamente los métodos de medida de las líneas de base; el acero-níquel ha suplantado también al platino en la fabricación de lámparas incandescentes, y sobre la base del precio actual del platino esto representa un ahorro anual de veinte millones de francos. Finalmente, la cronometría tiene una gran deuda con Guillaume por sus descubrimientos e investigación sobre un nuevo refinamiento: el uso de la nueva aleación permite que los relojes se ajusten con mayor precisión y a menor coste que antes.

También desde el punto de vista teórico, los estudios sistemáticos y perspicaces de Guillaume sobre las propiedades del acero-níquel son de la máxima importancia, porque confirman la teoría alotrópica de Le Chatelier sobre las aleaciones binarias y ternarias. Por tanto, ha realizado una significativa contribución a nuestro conocimiento sobre la composición de la materia sólida.

En consideración a la enorme importancia del trabajo del Sr. Guillaume para la metrología de precisión y, por tanto, para el desarrollo de la ciencia y la ingeniería modernas, la Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado el Premio Nobel de Física de este año a Charles-Édouard Guillaume en reconocimiento al servicio que ha prestado a las medidas de precisión en Física gracias a su descubrimiento de las propiedades del acero-níquel.

Monsieur Guillaume. Merece usted mucho de la Física y la Química por sus estudios en termometría; pero ha obtenido usted sus laureles científicos fundamentalmente en un campo diferente. Mediante sus estudios sobre aleaciones metálicas y su sensibilidad a la temperatura, ha determinado usted que algunas de esas aleaciones tienen propiedades notables: algunas apenas se expanden al calentarse, lo que le sugirió la idea de utilizarlas como estándares de medida.

Una de las aleaciones de acero-níquel en particular, la que contiene un treinta y séis por ciento de níquel, fue considerada por usted como la idónea. Ya que es casi invariable ante la acción del calor y otras influencias, usted la ha bautizado como invar. Su beneficio potencial a la Ciencia por la fabricación de estándres y de instrumentos diversos es fácilmente apreciable. En la geodesia, los cables de invar proporcionan medidas de línea de base mucho más precisas que las obtenidas anteriormente.

En nombre de la Real Academia Sueca de las Ciencias, le felicito por sus investigaciones y descubrimientos, que han sido de la máxima utilidad, y por esa misma razón merecedores del Premio Nobel. Le pediré ahora que reciba el premio de manos de Su Majestad el Rey, que estará encantado de presentárselo.

Para saber más (esp/ing cuando es posible):

Ciencia, Física, Premios Nobel

12 comentarios

De: Germán
2022-10-07 20:29

Un placer leerte. Gracias.

De: Xavier
2022-10-07 21:41

Pero qué coincidencia que hoy entré a leer El Tamiz después de muchos años, y me encuentro la sorpresa de un post nuevo!

Aprovecho para agradecerte mucho por haber escrito tanto sobre física fundamental, comencé a leerte desde que estaba en la preparatoria y ahora estoy haciendo un postdoc en física de partículas. Muchas gracias por todo.

De: Caresth
2022-10-08 10:51

Llevo AÑOS entrando aquí de vez en cuando para ver si volvías a publicar. No conozco otro autor que consiga emocionar con estos temas de Ciencia como tú lo haces. Muchas gracias por tu trabajo.

De:
2022-10-08 12:31

El mejor divulgador científico que he tenido el privilegio de leer/disfrutar ha vuelto... Estamos de enhorabuena!

Gracias.

De: Sergio Iglesias
2022-10-08 13:03

Mil gracias Pedro Gómez-Esteban por este artículo de lo más interesante. Tengo que reconocer que me lo he leído con mucho interés ya que los datos aportados están narrados emocionalmente y me han atrapado. Aprovecho para compartir un vídeo que realicé hace aproximadamente un año para el Centro Español de Metrologia:

https://youtu.be/qouONscaXXg

En este mini documental, se muestra la colección de medidas antiguas que están guardadas en las instalaciones de Tres Cantos en Madrid. Allí se pueden ver piezas impresionantes premétricas y piezas de las que hablas en tu artículo como son los patrones adjudicados a España del sistema métrico internacional, especial ilusión me hizo poder ver las 2 barras de platino e iridio que se encuentran en la colección. Si os interesa el contenido de este artículo, os recomiendo ver el vídeo ya que muestra muchos de los instrumentos que nombra en este artículo. Gracias por divulgar la historia de la ciencia!! Saludos

De: Pedro Jose Dominguez Gonzalez
2022-10-08 13:13

Todos los "tamiceros" estamos de enhorabuena, hay que compartir el enlace de este artículo en todas nuestras redes, hay que hacer que la buena nueva se difunda y llegue a todos los cientófilos de la galaxia.

De: J
2022-10-08 15:43

Qué humilde y qué útil.

Y gracias por volver a publicar.

De: Felipe
2022-10-08 17:35

Que bueno tenerte de vuelta!!!!!! Y sin perder el toque para contar historias. Bienvenido de vuelta

De: Elhombrepancho
2022-10-08 19:50

Cómo? Una entrada en el tamiz?? Blast from the past!

De: julio pedro canú
2022-10-10 19:38

El mesias ha vuelto, Aleluya!!!

De: Jreguart
2022-10-23 11:26

Qué bueno Pedro. De nuevo con los grandes de la Ciencia. No hace falta que digas que disfrutas con tu trabajo porque se nota. Enhorabuena.

De: Jano
2022-11-05 12:11

Interesantísima entrada. Pedro, qué gran alegría volver a estar pendiente de si hay nuevo contenido en El Tamiz. Un saludo!

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