Maria Goeppert-Mayer

Maria Goeppert-Mayer, nada en Katowice o 28 de xuño de 1906 e finada en San Diego (California) o 2 de febreiro de 1972, foi unha física estadounidense de orixe alemá que recibiu o Premio Nobel de Física en 1963 pola proposta do modelo nuclear de capas do núcleo atómico. Foi a segunda muller en recibir este premio, tras Marie Curie.
Graduada pola Universidade de Gotinga, escribiu o seu doutoramento sobre a teoría da posible absorción de dous fotóns dos átomos. Nesa época as posibilidades de verificar de forma experimental esa tese eran remotas, pero grazas ao desenvolvemento posterior do láser esta teoría puido ser verificada. Por isto, a unidade de medida para a sección cruzada de absorción de dous fotóns coñécese co nome de unidade Goeppert Mayer (GM).
En 1930 casou con Joseph Edward Mayer e trasladouse ós Estados Unidos de América, onde traballou como profesora asociada da Universidade Johns Hopkins. As estritas normas en contra do nepotismo da universidade non lle permitían ser membro da facultade, pero traballou como asistenta e publicou un estudo sobre o decaemento beta dobre no ano 1935. En 1937 mudouse á Universidade de Columbia onde traballou sen recibir un xornal. Durante a segunda guerra mundial colaborou no Proxecto Manhattan desde a universidade investigando a separación de isótopos, así como no Laboratorio Nacional de Los Álamos xunto a Edward Teller no desenvolvemento do deseño Teller–Ulam de bombas atómicas.
Ó finalizar a guerra, Goeppert-Mayer traballou como profesora asociada voluntaria na Universidade de Chicago e como investigadora sénior no Laboratorio Nacional Argonne. Desenvolveu un modelo matemático para a estrutura das capas nucleares, polo que recibiu o Premio Nobel de Física en 1963, compartido con J. Hans D. Jensen e Eugene Wigner. No ano 1971 sufriu un infarto que a deixou nun estado de coma, e faleceu o 20 de febreiro de 1972 en San Diego (California). Primeiros anos
Maria Goeppert naceu o 28 de xuño de 1906 en Katowice, no Reino de Prusia (agora parte de Polonia), sendo filla única de Friedrich Göppert e Maria née Wolff. En 1910 a familia trasladouse a Gotinga cando o seu pai, profesor de universidade, foi nomeado profesor de pediatría na Universidade de Gotinga. Nas propias verbas de Goeppert, mantiña unha relación máis próxima co seu pai que coa súa nai: "Meu pai era máis interesante, despois de todo el era científico".
Goeppert asistiu á escola Höhere Technische de Gotinga, integrada principalmente por nenas de clase media. En 1921 entrou no Frauenstudium, un centro de ensino medio privado dirixido por suffragettes que preparaba as mulleres para entrar na universidade. Realizou o abitur, o exame de entrada da universidade, ós 17 anos de idade, un ano antes do habitual, xunto a outras catro rapazas do seu centro e outros 30 rapaces. Nesta proba, tódalas rapazas aprobaron o exame, e só un dos rapaces aprobou. Na primavera de 1924 Goeppert foi admitida na Universidade de Gotinga, onde estudou matemáticas. Nese momento había unha falta de mulleres matemáticas que puidesen traballar como profesoras nas escolas para rapazas, o que levou a un aumento no número de mulleres estudando esta carreira, nun momento de gran desemprego público. Porén, a maioría destas mulleres só amosaron este interese para adquirir a cualificación necesaria para obter o certificado de profesor.
O contrario ca esta maioría, Goeppert interesouse na física, escollendo facer un doutoramento. Na súa tese de 1930 elaborou unha teoría sobre a posibilidade da absorción de dous fotóns por parte dos átomos, que Eugene Wigner posteriormente describiu como "unha obra mestra de claridade e concreción". Naquel entón as posibilidades de facer unha verificación experimental da súa tese eran remotas, mais o desenvolvemento posterior do láser permitiu que esta teoría se verificase por primeira vez no ano 1961, cando se detectou unha fluorescencia de dous fotóns nun cristal dopado con europio. Como forma de homenaxear a súa contribución fundamental neste campo, a unidade de medida da sección cruzada de absorción de dous fotóns recibe o nome de unidade Goeppert-Mayer (GM), que equivale a 10−50 · cm4 · s · fotón−1. Os seus examinadores de tese foron Max Born, James Franck e Adolf Otto Reinhold Windaus.
O 19 de xaneiro de 1930 Goeppert casou co estadounidense Joseph Edward Mayer, membro da Fundación Rockefeller e un dos asistentes de James Franck, que xa era un coñecido da súa familia. A parella mudouse ós Estados Unidos de América, onde el aceptara unha oferta de traballo como profesor asociado de química na Universidade Johns Hopkins. Tiveron dous fillos, Maria Ann e Peter Conrad. Traslado ós Estados Unidos de América
As estritas normas para previr o nepotismo da Universidade Johns Hopkins non permitiron que Goeppert-Mayer fose contratada coma membro da facultade, pero foi asignada nun pequeno traballo como asistente no Departamento de Física traballando con correspondencia alemá. Recibía un salario moi pequeno por este traballo, pero así conseguiu un lugar de traballo e acceso ás dependencias da facultade. Chegou a impartir algunhas materias, e publicou un importante artigo sobre o decaemento beta dobre no ano 1935.
Naquela época non existía moito interese pola mecánica cuántica na Universidade Johns Hopkins, pero Goeppert-Mayer traballou xunto a Karl Herzfeld colaborando nunha serie de estudos e artigos. Tamén volveu a Gotinga nos veráns de 1931, 1932 e 1933 para traballar con Max Born, escribindo xunto a el un artigo para a publicación Handbuch der Physik. Esta colaboración rematou cando o NSDAP chegou ó poder en 1933, o que provocou que moitos académicos, incluíndo Born e Franck, perdesen o seu traballo. Por mor disto, Goeppert-Mayer e Herzfeld comezaron a involucrarse nos esforzos de acollida de refuxiados do réxime Nazi.
Joseph Edward Mayer foi despedido no ano 1937. Atribuíu este feito ó odio cara ás mulleres por parte do decano do Departamento de Física, que segundo el sentíase provocado pola presenza de Goeppert-Mayer no laboratorio. Herzfeld estaba de acordo con esta opinión, engadindo que con Goeppert Mayer, Franck e Herzfeld presentes en Johns Hopkins, existían opinións de que había demasiados científicos alemáns no centro. Tamén houbo queixas dalgúns estudantes indicando que as clases de química impartidas por Mayer contiñan demasiada física moderna. Mayer aceptou un posto de traballo na Universidade de Columbia, onde o presidente do Departamento de Física George B. Pegram, conseguiu que Goeppert-Mayer tivese un despacho, mais sen recibir un salario. Ó pouco tempo Goeppert-Mayer comezou unha boa amizade con Harold Urey e Enrico Fermi, quen chegou a Columbia no ano 1939. Fermi pediulle que investigase a capa electrónica de valencia dos daquela aínda non descubertos elementos transuránicos. Usando o modelo Thomas–Fermi, Goeppert-Mayer predixo que estes elementos formarían unha nova serie semellante á das terras raras, feito que foi probado como correcto posteriormente. Participación no Proxecto Manhattan
En decembro de 1941 Goeppert-Mayer tivo o seu primeiro traballo profesional remunerado, ensinando ciencias a tempo parcial no Sarah Lawrence College. Na primavera de 1942, trala entrada dos Estados Unidos na segunda guerra mundial, uniuse ó Proxecto Manhattan, nun posto de investigación a tempo parcial no laboratorio Substitute Alloy Materials (SAM) da Universidade de Columbia. O obxectivo deste proxecto era procurar un método de separación do material fisible de isótopos de uranio-235 no uranio natural. A súa investigación baseouse nas propiedades químicas e termodinámicas do hexafluoruro de uranio, e investigou a posibilidade de separar os isótopos por medio de reaccións fotoquímicas. Este método non era práctico nese momento, pero o desenvolvemento posterior do láser permitiría a posibilidade de realizar unha separación de isótopos por excitación láser.
Por medio do seu colega Edward Teller, Goeppert-Mayer comezou a traballar no "Proxecto Opacity", para investigar as propiedades da materia e a radiación a temperaturas extremadamente altas, coa intención de avanzar no desenvolvemento da bomba "Super" de Teller, un programa de guerra para o desenvolvemento de armas termonucleares. En febreiro de 1945 Joseph foi recrutado para a guerra do Pacífico, e Goeppert-Mayer decidiu deixar os seus fillos en Nova York e unirse ó grupo de Teller no Laboratorio Nacional de Los Álamos. Joseph retornou do Pacífico antes do esperado inicialmente, e ámbolos dous volveron a Nova York en xullo de 1945.
En febreiro de 1946 Joseph comezou a traballar como profesor no Departamento de Química e no Instituto de Estudos Nucleares da Universidade de Chicago, e Goeppert-Mayer comezou a colaborar como profesora voluntaria asociada de física no centro. Cando Teller aceptou un posto de traballo alí tamén, os dous continuaron co traballo que comezaran no seu proxecto anterior. O 1 de xullo de 1946 fundouse o Laboratorio Nacional de Argonne, e Goeppert-Mayer recibiu unha oferta de traballo a tempo parcial alí como investigadora sénior de física na División de Física Teórica, á que ela respondeu "Non sei nada sobre física nuclear". A maiores destes traballos, encargouse de programar o ENIAC do Aberdeen Proving Ground para solucionar problemas críticos dun reactor nuclear refrixerado por metal líquido empregando o método Montecarlo. Desenvolvemento do modelo nuclear de capas
Mentres traballaba en Chicago e Argonne a finais dos anos 1940, Goeppert-Mayer desenvolveu un modelo matemático para a estrutura de capas nucleares, que publicou posteriormente en 1950. O seu modelo explicaba porqué certos números de nucleóns nos núcleos atómicos resultaban estar en configuracións particularmente estables. Estes números son os que Eugene Wigner denominou números máxicos: 2, 8, 20, 28, 50, 82, e 126. Enrico Fermi forneceu unha pista crítica ó preguntarlle a Goeppert-Mayer: "Hai algunha indicación de emparellamento spin-órbita? " Isto levouna a darse conta que así era en realidade, e postulou que o núcleo é unha serie de capas pechadas e os pares de neutróns e protóns tenden a emparellarse xuntos. Describiu esta idea da seguinte forma: Tres científicos alemáns, Otto Haxel, Johannes Hans Daniel Jensen e Hans Suess, estaban traballando tamén na resolución deste mesmo problema, e chegaron á mesma conclusión de forma independente. Os seus resultados foron anunciados na revista científica Physical Review en xuño do 1949 antes do anuncio de Goeppert-Mayer. Tras isto ela comezou a colaborar con eles nas súas investigacións, e Hans Jensen foi coautor xunto a Goeppert-Mayer en 1950 titulado Elementary Theory of Nuclear Shell Structure. En 1963, Goeppert-Mayer, Jensen e Wigner compartiron o Premio Nobel de Física "polos seus descubrimentos relacionados coa estrutura nuclear de capas". Foi a segunda muller en recibir o Premio Nobel de Física, tras Marie Curie. Morte e legado
En 1960 Goeppert-Mayer foi contratada a tempo completo como profesora de física na Universidade de California en San Diego. Malia sufrir un ataque ó corazón ó pouco de chegar a San Diego, continuou co seu traballo na ensinanza e coas súas investigacións durante varios anos, e foi admitida como socia da American Academy of Arts and Sciences en 1965. Goeppert-Mayer faleceu en San Diego o 20 de febreiro de 1972, tras sufrir en 1971 un infarto que a deixara en estado de coma, e foi soterrada no cemiterio El Camino Memorial Park de San Diego.
Trala súa morte a American Physical Society creou o Premio Maria Goeppert-Mayer para investigadoras de física xoves que comezan a súa carreira. O premio está aberto a tódalas físicas que teñen un doutoramento na materia, e a gañadora recibe unha suma de cartos e a oportunidade de dar conferencias como invitada en diversas institucións sobre a súa investigación persoal. O Laboratorio Nacional de Argonne outorga na súa memoria un premio anual a científicas ou enxeñeiras xoves destacadas, mentres que a Universidade de California en San Diego organiza un simposio anual que leva o seu nome, no que se invita a mulleres investigadoras a debater sobre a ciencia de actualidade. O cráter Goeppert-Mayer de Venus, cun diámetro duns 35 km, recibiu ese nome na súa honra. No 2011 foi incluída na terceira edición da colección de selos postais American Scientists dos Estados Unidos, xunto a Melvin Calvin, Asa Gray e Severo Ochoa. Os seus artigos orixinais atópanse na Biblioteca Geisel da Universidade de California en San Diego, e o Departamento de Física da universidade está aloxado no Mayer Hall, que recibe o nome na súa honra e na do seu cónxuxe.