Clifford G. Shull no se limitó a observar los átomos. Descubrió cómo verlos usando partículas invisibles que se deslizan a través de objetos sólidos como fantasmas.

Nacido en Pittsburgh en 1915, Shull se convirtió en una de las figuras más importantes de la física del siglo XX. Murió en Medford, Massachusetts, en 2001. Pero su legado sigue vivo en cada científico de materiales que necesita saber qué sucede dentro de una aleación de metal o una red cristalina.

En 1994 compartió el Premio Nobel de Física con Bertram N. Brockhouse. El premio reconoció un avance específico: técnicas de dispersión de neutrones. Específicamente, difracción de neutrones.

Esto no era sólo teoría. Fue una herramienta. Y cambió la forma en que analizamos la materia.

El método de la partícula fantasma

Para entender por qué es importante el trabajo de Shull, hay que entender el problema de la luz. La luz visible tiene una longitud de onda. Los átomos son más pequeños que esa longitud de onda. Por tanto, no se pueden ver átomos individuales con un microscopio estándar. Es como intentar sentir la forma de un grano de arena mientras se usan guantes de cocina.

Shull usó neutrones.

Los neutrones no tienen carga eléctrica. No rebotan en los electrones como lo hacen los electrones. Pasan a través de las nubes de electrones que rodean a los átomos. Esto los hace perfectos para sondear el núcleo y la propia estructura atómica.

El método de Shull fue elegante. Tomó un haz de neutrones de una sola longitud de onda. Lo disparó contra un material. Los neutrones chocan contra los átomos de ese material. Se dispersaron.

El patrón resultante se registró en una película fotográfica. Ese patrón reveló las posiciones relativas de los átomos. Fue como obtener una huella digital de la materia.

De Oak Ridge al MIT

La trayectoria profesional de Shull no fue lineal. Obtuvo su B.S. desde el Instituto Carnegie de Tecnología en 1937. Luego su Ph.D. desde Universidad de Nueva York en 1941.

Pero el verdadero trabajo ocurrió en los Laboratorios Nacionales Oak Ridge en Tennessee.

De 1946 a 1955, Shull trabajó con Ernest O. Wollan. Wollan fue el pionero de la investigación sobre la dispersión de neutrones. Shull construyó sobre esa base. No se limitó a replicar el trabajo. Lo refinó.

Demostró difracción magnética. Esto fue enorme. Permitió a los científicos ver cómo se organizan los momentos magnéticos en los materiales. Esto ayudó a explicar la superconductividad y otros fenómenos magnéticos.

También ayudó a desarrollar instrumentos para análisis cristalográficos de rutina. Antes de Shull, la difracción de neutrones era un experimento especializado. Después de él, fue una herramienta estándar.

Por qué sigue siendo importante

Shull se mudó al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en 1955. Permaneció allí hasta su jubilación en 1986. Enseñó. Él investigó. Siguió superando los límites de lo que se podía medir.

Hoy en día, las técnicas de dispersión de neutrones se utilizan en todas partes.

  • Ayudan a diseñar mejores baterías.
  • Analizan tensiones en alas de aviones.
  • Estudian estructuras proteicas para el desarrollo de fármacos.

El principio básico no ha cambiado. Un haz de neutrones incide sobre una muestra. Los neutrones dispersos nos dicen dónde están los átomos.

Pero las solicitudes se han disparado.

Shull nos mostró que si no puedes ver algo con