Chien-Shiung Wu

Chien-Shiung Wu (吳健雄, Wú Jiànxíong, 1912 - 1997) fisikari estatubatuarra izan zen, Txinan jaioa eta fisika esperimentalean eta erradiaktibitatean aditua . Manhattan proiektuan lan egin zuen: gas-difusioa erabiliz, uranio metala U-235 eta U-238 isotopotan banatzeko prozesua garatzen lagundu zuen. Geroago, Paritatearen Kontserbazio-Legea zalantzan jartzen zuten esperimentuak egin zituen. Batez ere esperimentu partikular batengatik da ezaguna. Garai hartan uste zen indar nuklearraren ahuleziaren parekotasuna baliozkoa ez zela frogatzen zuen esperimentua hain zuzen ere. Hala ere, garai hartan ekarpen gehiago egin zituen fisika nuklearraren arloan eta bere garaiko fisikari esperimental handienetakoa bezala aitortua izan zen. Esperimentuaren exijentziak ebaluatzeko gaitasun paregabea zuen, baita bere eskura zeuden tresnen gaitasunak eta mugak gainditzeko ere.  Errore-iturriak erraz identifikatzen zituen, bere lanetan eta baita besteen lanetan ere, eta lortzen zuen ezagutza hurrengo ikerketa esperimentalen plangintzan erabiltzen zuen. Oraindik ikusi ez ziren fenomenoak bilatzen zituenean eredu teorikoak probatzen zituenean, ikerketa baliogabetu zitzaketen zailtasunekin adi zegoen eta ahal zen heinean saihesten zituen.

Biografia 
Bere istorioa, 1912ko Maiatzaren 31n hasten da Shangai-tik hurbil dagoen Liu Ho izeneko herri txiki batean. Bere aitak sorturiko eta zuzenduriko Txinako emakumeentzako lehen ikastolara joan zen eta bederatzi urte zituenean, Suzhou-n zegoen Soochow Girls School internatura bidali zuten. Derrigorrezko Bigarren Hezkuntzan bi aukeren artean aukeratu behar zen: eskola akademiko batera joatea edo maisu heziketa egiteko eskola batera joatea. Wu-k bere erabakia argi ez zeukanez, irakaskuntza aukeratu zuen.  Baina gauero, ikasle egoitzan, konturatu zen bere ikaskideek zituzten fisika, matematika eta kimika liburuak oso interesgarriak zirela eta bere aldetik ikasteko eskatzen zizkien. Hamazazpi urterekin graduatu zen bere klaseko nota altuenarekin.

1930eko uda horretan, Nanjing-eko unibertsitatean onartuta izan zela esan zioten. Berri horrek izutu zuen. Berak, fisika ikasi nahi zuen baina bazekien ez zegoela prest erronka hori gainditzeko eta gehiago ikasi behar zuela pausu hori emateko. Zorionez, bere aitak ez zuen ikuspuntu berdina eta gutuna jaso zuen egun berean, etxean agertu zen fisikako, kimikako eta matematikako liburuekin. Dena ikasteko denbora zuela argi utzi zion bere alabari, izan ere, emakumeen eta gizonezkoen arteko berdintasunean eta bere alabaren ahalmenean sinisten zuen. Azkenik Wu-k arrazoia eman zion eta hiru irakasgaiak ikasi zituen.

Ikasle iraultzaile bat izan zen, fidagarritzat jotzen baitzuen poliziak ez zutela unibertsitateko ikasle onena kanporatuko. 1931ko Irailaren 28an Japoniak Txina hartu zuenean, lehendakariaren etxea hartu zuen ikasleen delegazio baten burua izan zen eta ez zuen amore eman Chian Kai-Shek lehendakariak hartu zituen arte. Honek entzun zituen eta bere eskakizun batzuk onartu zituen. Urte batzuk geroago lagunak egin ziren eta kausa nazionalistaren enbaxadore izan zen Taiwanen.

Bere doktoretza X izpien difrakzioaren kistal egiturari buruzkoa egin zuen, Shi Shiyuan maisuaren laguntzaz, Curie Institututik bueltatu zena 1933 urtean. Ohore handiekin Nanjing Unibertsitatean graduatu ondoren, Hangzhou unibertsitateko fisika departamentuan lan egin zuen urte batez eta ondoen Shangai akademian egon zen fisika laborategian ikerlari laguntzaile bezala. Hor bere kristalografia lanekin jarraitu zuen Jing-Wei Gu andereñoaren laguntzaz. Azken hau Estatu Batuetatik itzul zen eta Txinan posgradu programarik ez zegoenez, Chien-Shiung Estatu Batuetara bidaiatzera adoretu zuen bere ikasketekin jarraitzeko. Jing-Wei hainbeste tematu zenez, eskaera bat bidali zuen Michiganeko Unibertsitatera. Berehala Fisikako departamentuan onartu zuten eta laguntza eman zioten espektroskopia atomikoaren ikerketarekin jarraitzeko. Bere osabak ekonomikoki laguntzera eskaini zen eta udaren bukaeran, Shangai-tik itsasoratu zen Ann Arbor-era.. baina ez zen inoiz ailegatu.

1936ko udaren bukaeran, itsasontzian San Franciscon porturatu zen eta unibertsitateko klaseak hasteko denbora geratzen zenez, Berkeleyn bizi zen lagun bat bisitatzera joan zen. Honek kontatu zion, hango unibertsitatean ikasle txinatar bat zegoela, Luke Chia Yuan, eta berak erakutsiko ziola hango kanpusa eta fisikako laborategia. Kanpusa ikusi ondoren, Lukek, Ernest Lawrence zientzialaria aurkeztu zion eta honek bere balioa ikusiz, Berkeleyn geratzeko aukera eman zion eta ekonomikoki laguntza eskaini zion. Fisikako departamentuko buruak esan zion, klaseak aste batzuk lehenago hasi iren arren, erraztasunarekin eguneratuko zela. Proposizioa onartu zuen eta klaseak hasi zituen. Lawrencek estimu handia zion eta honek markatu zuen bere karrera zientifikoaren benetako hasiera.

Chien-Shiung Wu Brkeleyn lan egiten hasi zen, Emilio Segreren laguntzaz. Bere doktoratuaren tesia egiten zuen bitartean, ziklotroia erabili zuen uranio-235ren fisio nuklearraren produktuak aztertzeko. Fisio nuklearra, atomo baten nukleoa zati txikiagotan zatitzen duen erreakzio nuklearra da. Zatiketaren ondorioz, sarritan neutroi askeak eta nukleo atomiko arinagoak sortzen dira, eta azken hauek fotoiak sor ditzakete gamma izpi eran. Fisioa transmutazio nuklearraren forma bat da, prozesuaren ondorioz sortutako elementuak eta jatorrizko atomoaren elementu kimikoa ez baitira berdinak.

Uranio-235ren kasu konkretuan, bombardeo neutronikoak uranio-236an bihurtzen du. Hau, oso ezegonkorra da eta hiru neutroien askaketan kriptonean eta barioan banatzen da edo bi neutroien askaketan, xenonean eta estrontzioan banatzen da. Emaitzetatik Wuk azterturiko propietateei esker, indar nuklearren ikasketak sakonago aztertzeko aukera izan zuen.

Doktoratu ondoren, Berkeleyn geratu nahi zuen baina zoritxarrez, momentu horretan unibertsitateak  ez zeuden emakumeak edo judutarrak kontratatzearen alde. Ondorioz, ekialdean zegoen Smith College-k eskainiko lan-postua onartu zuen. 30 urte bete baino lehen, Luke Chia Yuan-ekin ezkondu zen, Robert Millikan erresidentziaren patioan, Pasadenan. Urte berdinean doktoratuak lortu zuen eta Princentoneko RCA laborategiko radar aparatuen diseinuan lan postu bat eskaini zioten. Onartu zuen aren, Smith Collegeko tratua eta fisika esperimentala faltan botatzen zituen. Azkenean, Lawrenceren laguntzari esker, Princeton Unibertsitatean lan egin zuen lehen emakumea izan zen.

II mundu gerra bitartean, Columbia Unibertsitatean Manhattan proiektuan lan egin zuen senior zientzialaria bezala. New York-era  joan zen eta asteburuetan Princentonera bueltatzen zen. Hasieran, uranioa aberasten hasi zen gasen hedapenaren bidez, eta gero, Dunning, Booth, Heavens eta Rainwater-k zuzendutako beste laborategi talde batera elkartu zen. Haien esperimentuak beharrezkoak izan ziren erreaktore nuklearrak diseinatzeko orduan. Garai hartan arazo bat sortu zen Hanford plutonioa ekoizteko lehen erreaktorea martxan jarri zenean. Potentzia altuan lan egin ondoren gelditu egiten zen eta ordu batzuk itxaron behar ziren berriro martxan jarri ahal izateko. Fermik deduzitu zuen efektu hori fisio produktu ezezagun batek kausatzen zuela. Emilio Segreek bazekien, Wu doktoreak horrelako produktu askoren propietateak neurtu zituela eta galdetu egin zion. Bere ikerkuntzetan begiratzean, erruduna aurkitu zuen, xenon-135a hain zuzen ere eta konponbide bat aurkitu zuten. Erreaktorea gelditzean, xenon-135ren kantitatea handitzen da, neutroiak xurgatzen ditu eta kate erreakzioa eragozten du egun batzuetan. Xenon-135 desintegratu arte, ezin da erreaktorea berrasieratu.
Bigarren mundu gerra bukatzean, Wu Columbian geratu zen eta azkenik libre sentitzen zen bere karrera zientifikoa norantz bideratu nahi zuen aukeratzeko. Momentu horretan hainbat toki zeuden fisika nuklearrean oinarrituta baina bere ikerketen eta gai horretan zuen interesaren ondorioz, beta desintegrazioan kontzentratu zen. Desintegrazio mota honetan, nukleo erradiaktibo bat egonkorrago batean transformatzen da elektroiak edo positroiak igorriz. Bere ikuspuntu teorikoak fisiko asko asaldatu zituen, izan ere, energiaren, mugimenduaren eta momentu linealaren kontserbazioaren printzipioak urratzen zituela zirudien.Zenbait zientzialarik ohorezko ezizen batzuk erabili zituzten Chien-Shiung Wu aipatzeko: "Fisikaren lehen dama", "Txinako Madame Curie" eta “Madame Wu”. 1997ko otsailaren 16an hil zen, 84 urte zituela, bihotzeko bigarren infartua izan zuenean.
Fisikako Wolf saria eta AEBko National Medal of Science jaso zituen.

Euskal Herriko Unibertsitateak antolatu zuen Emakume Zientziadunak jardunaldian, haren aipu hau zabaldu zuten:

Ikerketak 
XX. mendean, ikerketekek beta izpiak elektroiak zirela errebelatu zutenean (positroiak beranduago aurkitu ziren). Bere espektro energetikoaren formari buruzko dudak agertu ziren. 1906an, Lise Meitner-ek eta Otto Hahhn-ek alfa desintegraziorako Bragg-ek aurkitutako emaitzak aztertu zituzten. Argiaren abiaduraren ondorioz (masa-energia baliokidetasuna), elektroiek igarritako energia eta hasierako eta bukaerako masa atomikoen diferentzia berdina izatea espero zen. Hala ere, Meitner eta Hann-en neurketa metodoak ez zituen emaitza biribilak eman eta James Chadwick izan zen (beranduago neutroia aurkitu zuena) haien teknika modifikatu zuena eta espektroa jarraia zela demostratu zuena.

Honek esan nahi zuen elektroiek ez zutela eskuragai zegoen energia guztia hartzen eta ezezaguna zen energia horren kokapena. 1930am, Wolfgang Paulik partikula neutro baten existentzia postulatu zuen, masarik ez zuena eta eta energia beta partikularekin banatzen zuena (elektroia edo positroia). Chadwik-en neutroiaren aurkikutzaren  obndoren Enrico Fermi-k  Pauli-ren partikulari izena eman zion eta beta desintegrazioa deskribatzen dien teoria hedatu zuen.

1933.urtean, fisiko gehienek uste zuten neutroi bat elektroi batez eta protoi batez osatuta zegoela eta elektroiek bere nukleoa osatzen zutela. Fermik eta Werner Heisenberg-ek nukleoa protoiz eta neutroiz osatuta zeudela eta neutroia oinarrizko partikula bat zela defendatzen zuen. Hipotesi honetan, beta izpiak ez zeuden nukleoan eta beraz prozesu horretan sortzen ziren. Fermi-k neutroiaren desintegraziotik zetozela susmatzen zuen, eta honek protoi bat, neutrino bat eta elektroi bat ematen zuen ondorio bezala. Gainera neutrinoak nukleoan aurretik existitzen ez zirela eutsi zion, Paulik esan zuen bezala. Bere teoriak elektroien espektroaren forma aurresaten zuen eta energia espektral maximoaren eta desintegrazioaren batez besteko bizitzaren arteko erlazioa proposatu zuen. Zoritxarrez, berresteko egin ziren neurketak, azken erlazio hau egiaztatu zuen arren, energia baxuko espektroen formarekin desadostasunean egon ziren.

Wu-ren iritziz, existitzen ziren neurrien kalitatea oso baxua zenez, ezinezkoa zen ondorio zehatz batera ailegatzea. Baina berak ez zituenez beste batzuen lanak kritikatzen, bere kabuz ikertzen hasi zen. Beharrezkoa zen teknikaren eta diseinuaren errore posibleak aurkitzea eta errore hauek erakustea. Azkenik errore hauek konpontzeko moduren bat aurkitu behar zuen.

Arazoa, beta erradiazioaren iturri igorlearen uniformetasun faltan zegoela hauteman zuen, eta baita kokatuta zegoen euskarrian ere. Bere doktoratuaren ikerketatik zekien energia gutxiko elektroiak errez xurgatzen eta hedatzen zirela eta prozesuan frakzio substantzial bat galtzen zutela. Beraz, esperimentuan,  igorritako elektroien energiaren distribuzioa kausa honen ondorioz aldatzen zen. Gainera, erabilitako beta espektrometoek  burdinezko nukleoa zuten eta hauek histeresi efektua eragiten zuten eta eremu magnetikoaren balio okerrak erregistratzen zituen. Zorionez, biltegian burdinik gabeko espektrometro solenoidal bat aurkitu zuen eta momentuan eskaini zezakeen abantailak antzeman zituen. Graduatutako ikasle batzuekin batera, haren erabilgarritasuna berreskuratu zuen eta bere diseinua aldatu zuen transmisioa optimizatzeko eta itu xeheagoak onartzeko.  Lan gogor baten ondorioz loditasuna gutxiagotzea lortu zuten elektrikoki eroaleak ziren euskarri oso xeheak jartzen. Hauek erretrodispertsioa eta iturriaren karga saihesten zituen.

Gainera, aukeratu zuen teknikak, espektroa distortsionatuta zegoen jakiten laguntzen zion. Positroiak eta elektroiak igortzen zituen iturri bat aukeratu zuen, horrela bi partikulen forma espektralak desberdintzen ziren eta espektroaren distortsioek bat egiten zuten. Distortsioa minimoa bazen eta teoria zuzena bazen, espektro bakoitza bere aurresandako formara estutu zen. Aldaketa hauekin, Fermiren aurreikuspenak eta balore berriekin bat zetorren. Garaipen hau lortu arren, es zen ase geratu eta ikerketa zorrotzagoak eta zehatzagoak izan ziren beta trantsizio gehiagorentzat. Doitasun honi esker, Fermiren teoriaren baliagarritasuna baieztatu zuen.  Honek antzemate internazionala eman zion.

Merezimenduak 
Wu izan zen aitzindaria zenbait arlotan:
 lehen txino-amerikarra AEBko Zientzia-Akademia Nazionaleko kidea izan zena
 lehen emakumezko hezitzailea (instructor) Princetongo Unibertsitateko Fisika Sailean;
 lehen emakumea Princetongo Unibertsitateko honoris causa doktorea dena
 lehen emakume lehendakaria American Physical Society elkartean, 1975ean hautatua;
 lehen pertsona Fisikako Wolf saria jaso zuena, 1978ko bere lehen emanaldian.

Erreferentziak

Kanpo loturak 

  The Foundation
  UCLA Physics
  Biografia. Wu hil zenan Columbiako Unibertsitateak argitaratu zuena
  Zuri-beltzezko argazki handia eta biografia txiki bat
 http://www.pikaramagazine.com/2011/05/chien-shiung-wu-la-reina-de-la-fisica-estrenamos-serie-sobre-mujeres-y-ciencia-de-la-mano-de-la-investigadora-maia-garcia-eva-y-la-manzana-de-newton/
 https://mujeresconciencia.com/2016/06/13/chien-shiung-wu-la-gran-fisica-experimental/
 https://www.nytimes.com/1997/02/18/us/chien-shiung-wu-84-dies-top-experimental-physicist.html

Fisikari nuklearrak
Ameriketako Estatu Batuetako fisikariak
Txinako fisikariak
Emakume zientzialariak
Fisikako Wolf Saridunak
Manhattan Proiektuko pertsonak
New Yorken hildakoak