De la casualidad al Nobel: hallazgos accidentales que nos cambiaron la vida
MUNDOS PARALELOSGRETEL QUINTERO ANGULO
Gretel Quintero Angulo
11/30/20258 min read
Los científicos solemos ser seres obsesivos y entregados… o al menos ese es el estereotipo. Y lo cierto es que, por varias razones, derivadas tanto del carácter de quienes se dedican a la ciencia como del entorno en el que trabajan, los investigadores pasan muchísimas horas intentando resolver los problemas y preguntas que en ese momento se consideran importantes. Sin embargo, no son solo las largas jornadas de trabajo ni los experimentos meticulosamente planificados los que conducen a los descubrimientos, sino que el azar también juega un papel importante: el que todo, incluso quien experimenta, esté en el lugar correcto en el momento adecuado. Hoy les presento tres de esos casos en los que casualidad, curiosidad y rigor científico se combinaron para dar lugar a verdaderas revoluciones.
Hans Christian Ørsted y el nacimiento del electromagnetismo
Durante varios siglos, la electricidad y el magnetismo se estudiaron como fenómenos separados. La electricidad era conocida desde la Antigüedad (siglo VI a. C.) gracias a la observación de que el ámbar, al frotarse, adquiría la capacidad de atraer objetos livianos; de hecho, la palabra “electricidad” proviene del griego elektron, que significa ámbar. A lo largo del Renacimiento y los siglos XVII y XVIII, científicos como William Gilbert (1544–1603), Otto von Guericke (1602–1686), Stephen Gray (1666–1736) y Benjamin Franklin (1706–1790) comenzaron a investigar sistemáticamente las cargas eléctricas, los materiales conductores y aislantes, así como las primeras máquinas capaces de generar electricidad estática. Pero todavía en esta época se pensaba en la electricidad como una rareza sin conexión con otros fenómenos físicos conocidos.
Aunque ha existido debate acerca de si el descubrimiento de Ørsted fue realmente causal o no, pues se sabe que él era de los que sospechaban una conexión entre electricidad y magnetismo, fue su curiosidad lo que lo llevó a indagar más en un efecto mínimo y a seguir a partir de este un camino de experimentación sistemática, demostrando cómo la observación atenta de un fenómeno pequeño puede transformar de manera profunda nuestra comprensión del mundo.
El magnetismo también era conocido desde tiempos antiguos. Las propiedades magnéticas de la magnetita y la existencia de imanes naturales capaces de orientar piezas metálicas llevaron, por ejemplo, al desarrollo de la brújula en China (en siglo II a. C. como instrumento de adivinación y en el XI d. C. para la navegación) y posteriormente en Europa. A inicios del siglo XVII, el médico y físico inglés William Gilbert (1544–1603) contribuyó enormemente al estudio del magnetismo al proponer, en 1600, que la Tierra misma se comporta como un gigantesco imán, una idea revolucionaria para su época.
Hacia el 1800 se pensaba, en general, que el magnetismo estaba ligado exclusivamente a ciertos materiales y que operaba mediante mecanismos independientes de los que generaban las chispas o descargas eléctricas que fascinaban a quienes experimentaban con fenómenos eléctricos. No obstante, ya para este momento, algunos científicos sospechaban la existencia de un vínculo entre ambos fenómenos; por ejemplo, se sabía que un rayo podía invertir la polaridad de una brújula y que existían similitudes entre la radiación térmica y la luz (hoy sabemos que ambas son ondas electromagnéticas). Este vínculo se reveló por primera vez de forma irrefutable con los trabajos de Hans Christian Ørsted.
El descubrimiento que lo hizo famoso ocurrió durante una demostración en clase el 21 de abril de 1820. La demostración implicaba un circuito eléctrico y mientras lo preparaba, Ørsted notó que, al cerrar el circuito, la aguja de una brújula que se hallaba cerca de uno de los cables se desviaba ligeramente de su posición habitual. El efecto era tan pequeño que la mayoría de los presentes no lo notó (quien haya hecho este experimento sabe que el cambio en la posición de la aguja es, en realidad, muy ligero), pero Ørsted comprendió que algo significativo estaba sucediendo, y decidió continuar indagando en ello, hasta concluir que era la corriente eléctrica quien creaba el campo magnético que movía la aguja de la brújula. La publicación de sus resultados en julio de 1820 causó sensación inmediata y marcó el inicio de la primera gran unificación en la física, al mostrar que electricidad y magnetismo eran fenómenos estrechamente relacionados.
El mismo año, el francés André-Marie Ampère (1775–1836) encontró la ley matemática que describe las fuerzas magnéticas entre cables conductores con corriente; una década después Michael Faraday (1791–1867) comenzaría los trabajos que lo llevarían a demostrar que un campo magnético variable induce una corriente eléctrica (el efecto opuesto al observado por Ørsted); y algunos años más tarde, en 1864, su discípulo James Clerk Maxwell (1831–1879) unificaría formalmente electricidad y magnetismo mediante sus famosas ecuaciones, abriendo paso a desarrollos teóricos ulteriores, como la Teoría de la Relatividad y la Teoría de Campos, y a la tecnología basada en el electromagnetismo, impactando profundamente la ciencia y la ingeniería modernas.
Hans Christian Ørsted (1777-1851)
Wilhelm Röntgen y el destello que transformó la medicina
Wilhelm Conrad Röntgen nació el 27 de marzo de 1845 en Lennep, Alemania. Su infancia transcurrió en los Países Bajos, donde estudió en Apeldoorn, y aunque sus padres esperaban que se hiciera cargo del negocio familiar (en la rama de los textiles), él se sintió atraído por las ciencias naturales. En 1862 ingresó a la Escuela Técnica de Utrecht y luego, entre 1865 y 1869, estudió en el Politécnico de Zúrich, donde obtuvo su doctorado en física bajo la guía del profesor August Kundt, mentor decisivo en su formación. En esa etapa también conoció a su futura esposa, Anna Bertha Ludwig, con quien se casó en 1872. La carrera de Röntgen lo llevó a Würzburg en 1888 y a Giessen, donde consolidó su reputación como experimentador meticuloso.
Hans Christian Ørsted (1777-1851)
La noche del 8 de noviembre de 1895, mientras experimentaba con tubos de rayos catódicos, Röntgen observó algo extraordinario: un papel recubierto con un tinte fluorescente brillaba incluso a distancia del tubo, y la luz no se atenuaba al interponer cartón entre ellos. Este fenómeno, que otros científicos ya habían observado y pasado por alto, captó su atención de inmediato. Así, Röntgen se convirtió en el primero en estudiar sistemáticamente estas “nuevas radiaciones” a las que bautizó como rayos “X”, enfatizando al escoger esta letra su carácter desconocido. La caracterización de Röntgen de esta nueva radiación fue tan precisa, que tendrían que transcurrir diecisiete años para que alguien más pudiera añadir descubrimientos fundamentales a su investigación inicial. Entre sus hallazgos más notables estaba que los rayos X podían atravesar casi cualquier objeto, incluyendo el tejido del cuerpo humano, pero no nuestros huesos, como se muestra en esta radiografía de la mano de su esposa, que al ser expuesta a los rayos X deja en las placas fotosensibles la sombra de los huesos.
Röntgen publicó sus resultados en el artículo Über eine neue Art von Strahlen en 1895, y ya en 1896 los rayos X comenzaron a usarse para diagnosticar fracturas y localizar objetos extraños en el cuerpo. Ese mismo año se creó el primer departamento de radiología en Glasgow, y en los años siguientes surgieron radiografías de tórax, dentales, ginecológicas y angiografías, así como los primeros experimentos en radioterapia. La Primera Guerra Mundial aceleró la expansión de esta disciplina, al demostrar su utilidad en la atención de los numerosos soldados heridos, estableciendo la radiología como una especialidad médica independiente.
Hoy en día, la radiología ha evolucionado mucho más allá de los experimentos de Röntgen, inlcuyendo ecografía, tomografía computarizada, resonancia magnética, tomografía por emisión de positrones e imagen molecular, y ofreciendo a los pacientes un diagnóstico funcional y tratamientos mínimamente invasivos. En 1901 Röntgen recibió el primer Premio Nobel de Física, consolidando aún más su lugar en la historia de la ciencia.
Radiografía de la mano de Ana Bertha, la esposa de Röntgen, 1895
Percy Spencer y el accidente más delicioso de la historia de la ciencia
A veces los grandes inventos no nacen de una necesidad urgente, sino de un simple “¿Por qué se habrá derretido mi chocolate?”. Esto es exactamente lo que le pasó a Percy Spencer, un ingeniero estadounidense nacido en Howland, Maine, en 1894. Huérfano desde pequeño y autodidacta, Spencer comenzó trabajando en un molino a los 12 años y más tarde se unió a la Marina, donde aprendió telegrafía sin hilos. Después de la Primera Guerra Mundial su camino lo llevó a Raytheon, una empresa de electrónica militar. En ella Percy se especializó en magnetrones, dispositivos generadores de ondas electromagnéticas de alta frecuencia o microondas, que se usaron originalmente como parte de los radares empleados en la Segunda Guerra Mundial.
En 1945, mientras caminaba por su laboratorio, Spencer notó algo extraño: la barra de chocolate con maní que llevaba en el bolsillo se había derretido. Al no haber cambios de temperatura en la habitación, ni nada más que pudiera ser responsable de esto, Spencer concluyó que la fusión de la barra de chocolate debía ser efecto de la radiación emitida por los magnetrones y decidió comprobar su hipótesis acercando otros alimentos a estos equipos: una bolsa de rositas de maíz que no tardaron en abrirse, un huevo que acabó explotando y una tetera llena de agua que pasados unos minutos comenzó a hervir. Y así, señoras y señores, surgió el horno de microondas.
El corazón del microondas es el magnetrón, más exactamente las microondas que emite. Estas penetran los alimentos, excitando (aumentado la energía de) las moléculas de agua, que al desexcitarse reemiten esta energía en forma de calor, calentando así todo el alimento. Para evitar que solo se caliente un rincón del plato, los diseños actuales cuentan con ventiladores y platos giratorios que distribuyen uniformemente la energía dentro del horno, convirtiendo el invento en el electrodoméstico multitarea que todos conocemos hoy.
La historia de estos tres descubrimientos nos muestra que la ciencia no avanza siempre de manera lineal, sino también gracias a una mezcla irrepetible de ingenio, curiosidad y circunstancias inesperadas. Ørsted, Röntgen y Spencer no solo se toparon con fenómenos sorprendentes: tomaron decisiones acertadas en el momento adecuado y supieron reconocer el valor de aquello que otros habrían ignorado. En ese equilibrio entre azar, intuición y rigor reside buena parte de la creatividad científica y, quizás también, su belleza más profunda.
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Spencer, que enseguida se dio cuenta del potencial culinario de su descubrimiento, acabó patentando poco después el primer horno de microondas, que comenzó a ser comercializado en 1947 por Raytheon. En aquel momento se trataba de un armatoste de dos metros de altura que costaba unos 3.000 dólares y se vendía solo a hospitales y campamentos militares. Pasarían años hasta que se desarrollaran sus versiones domésticas más compactas, comercializadas por primera vez en 1967.