Nota dominical: Lev D. Landau propuso las estrellas de neutrones antes del descubrimiento del neutrón

Lev Davídovich Landau (1908-1968) recibió el Premio Nobel de Física en 1962 por su teoría matemática de la superfluidez del helio, pero sus contribuciones a la física fueron múltiples. Entre ellas destaca su teoría sobre la existencia de estrellas de neutrones, que Landau desarrolló en febrero de 1931. Habló de dicha teoría en marzo de 1931 con Niels Bohr (1885-1962) y León Rosenfeld (1904-1974). Rosenfeld, en una conferencia Solvay en 1973, no recordaba bien la fecha de la reunión y dijo que fue en 1932 tras la publicación del descubrimiento del neutrón por James Chadwick. Pero la fecha no cuadra con los datos históricos. Landau no estuvo en Copenhague en 1932 (visitó a Bohr entre el 25 de febrero y el 19 de marzo de 1931) y Bohr no se enteró del descubrimiento del neutrón hasta la segunda mitad de marzo de 1932 (recibió una carta de Chadwick fechada el 24 de febrero, pero estaba de viaje y no pudo leerla). Nos aclara esta curiosa historia un nuevo artículo de Yakovlev, que afirma con rotundidad que Landau descubrió la idea de las estrellas de neutrones antes del descubrimiento del neutrón. Por cierto, la idea del neutrón es de Ernest Rutherford (1871-1937) y se suele fechar en 1920. El artículo sobre esta historia es es Dmitry G. Yakovlev, Pawel Haensel, Gordon Baym, Christopher J. Pethick, “Lev Landau and the conception of neutron stars,” arXiv:1210.0682, Subm. 2 Oct 2012. También recomiendo las transparencias de la charla de D.G. Yakovlev, “Landau and Neutron Stars,” Ladek Zdroj, February 2008.

Landau visitó a Bohr en Copenhague tres veces antes de 1933. La primera entre el 8 de abril y el 3 de mayo de 1930, la segunda entre el 20 de septiembre y el 20 de noviembre 20 de 1930 y la tercera entre el 25 de febrero y el 19 de marzo de 1931 (esta última vez gracias a una beca Rockefeller que le gestionó el propio Bohr). Landau volvió a visitar a Bohr en Copenhague entre el 18 de septiembre y el 3 de octubre de 1933, y entre el 1 de junio y el 8 de julio de 1934. Landau no volvió a viajar fuera de la URSS después de 1934 (salvo un viaje a Checoslovaquia en 1963 para recibir tratamiento médico tras el terrible accidente de tráfico del 7 de enero de 1962 que puso fin a su carrera científica). Bohr visitó a Landau en la URSS tres veces: mayo de 1934, junio de 1937 y de paso en 1961.

Landau envió su famoso artículo “Sobre la teoría de las estrellas” el 7 de enero de 1932 a la revista Zeitschrift der Physikalische Sowjetunion, la primera revista soviética de física que publicaba artículos en otros idiomas, aparte del ruso, y fue publicado el 29 de febrero de 1932; curiosamente, la última línea del artículo publicado dice: “febrero de 1931, Zurich,” lo que sugiere que el artículo fue escrito entonces y que por alguna razón se retrasó su envío a una revista. El artículo tiene dos partes. En la primera, Landau calcula la masa máxima de una enana blanca (el famoso límite de Chandrasekhar). Destaca que Landau obtiene el valor 1,5 M⊙ (masas solares), valor muy próximo al actual, 1,44 M⊙, a diferencia del valor obtenido con anterioridad por Chandrasekhar, 0,91 M⊙. En la segunda parte, Landau estudia lo que el llama estrellas densas, en las que los “núcleos atómicos en contacto mutuo forman un núcleo gigante,” y que ahora llamamos estrellas de neutrones. Obviamente, muchos expertos consideran que afirmar que Landau, con solo 23 años, anticipó la existencia de las estrellas de neutrones es bastante discutible. Aún así, su cálculo de la masa crítica de estas estrellas es bastante correcto.

Por cierto, Chadwick descubrió el neutrón gracias a un experimento inspirado en un artículo de los Joliot Curie publicado el 28 de enero de 1932. Además, el primer modelo teórico de los núcleos atómicos como compuestos de protones y neutrones se propuso en abril de 1932 por Ivanenko. La primera predicción explícita de las estrellas de neutrones (con este nombre) fue hecha por Walter Baade y Fritz Zwicky en diciembre de 1933, casi dos años después del descubrimiento del neutrón (su objetivo era explicar la enorme energía liberada en las explosiones de supernovas).

Más información sobre Landau en este blog: “El gran genio de la física rusa del siglo XX, Lev Davídovich Landau (o el más rojo entre los rojos),” 4 febrero 2008.

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Un pensamiento en “Nota dominical: Lev D. Landau propuso las estrellas de neutrones antes del descubrimiento del neutrón

  1. De acuerdo contigo. Algo que veo que se les escapa muchos docentes, aclaro que hablo en lo que a mi experiencia respecta, es hablar de que antes a la física se le conocía como “filosofía natural”: y ademas del famoso descubrimiento que hizo Newton, referente a la fuerza de gravedad, se atrevió a reducirlo una expresión matemática y, así dio origen a la concepción de la física-mecánica (tratar de explicar la naturaleza a través de analogías)y la física-matemática(por una elegante expresión matemática); lo que hoy en día seria parecido al físico-teórico y físico-practico. Cuando yo me di cuenta de ello, entendí mejor los vaivenes de la física.

    Resumiendo:
    Ensenar Física sin su trasfondo, es como ensenar poesía a letra muerta.

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