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Albert Ghiorso (15 de julio de 1915 – 26 de diciembre de 2010) fue un científico nuclear estadounidense y codescubridor de la cifra récord de 12 elementos químicos de la tabla periódica. Su carrera investigadora abarcó seis décadas, desde principios de los años 40 hasta finales de los 90.
Infancia y educación
Albert Ghiorso nació en Vallejo, California, el 15 de julio de 1915, de ascendencia italiana y española. Creció en Alameda, California, y viviendo cerca del Aeropuerto Internacional de Oakland, desarrolló un interés en aviones, aeronáutica y otras tecnologías. Después de graduarse de la escuela secundaria, construyó circuitos de radio y se ganó una reputación por establecer contactos por radio a distancias que superaban a los militares.
Obtuvo su licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad de California, Berkeley, en 1937. Después de su graduación, trabajó para Reginald Tibbets, un destacado operador de radioaficionados que tenía un negocio suministrando detectores de radiación al gobierno.
La habilidad de Ghiorso para desarrollar y producir estos instrumentos, así como realizar diversas tareas electrónicas, lo llevó a relacionarse con los científicos nucleares del Laboratorio de Radiación de la Universidad de California en Berkeley, en particular con Glenn Seaborg.
Durante un trabajo en el que tenía que instalar un intercomunicador en el laboratorio, conoció a dos secretarias, una de las cuales se casó con Seaborg. La otra, Wilma Belt, se convirtió en la esposa de Albert durante más de 60 años.
Ghiorso creció en una familia cristiana devota, pero más tarde abandonó la religión y se convirtió en ateo. Sin embargo, todavía se identificaba con la ética cristiana.
Investigación durante la guerra
A principios de la década de 1940, Seaborg se trasladó a Chicago para trabajar en el Proyecto Manhattan. Invitó a Ghiorso a unirse a él, y durante los siguientes cuatro años, Ghiorso desarrolló instrumentos sensibles para detectar la radiación asociada con la desintegración nuclear, incluyendo la fisión espontánea.
Uno de los instrumentos innovadores de Ghiorso fue un analizador de altura de pulso de 48 canales, que le permitió identificar la energía y, por lo tanto, la fuente de la radiación. Durante este tiempo, descubrieron dos nuevos elementos (el 95, americio, y el 96, curio), aunque la publicación se retrasó hasta después de la guerra.
Nuevos elementos
Después de la guerra, Seaborg y Ghiorso regresaron a Berkeley, donde junto con colegas utilizaron el ciclotrón Crocker de 60 pulgadas para producir elementos con un número atómico creciente mediante el bombardeo de blancos exóticos con iones de helio.
En experimentos realizados en 1949-1950, produjeron e identificaron los elementos 97 (berquelio) y 98 (californio). En 1953, en colaboración con el Laboratorio Argonne, Ghiorso y colaboradores buscaron y encontraron los elementos 99 (einstenio) y 100 (fermio), identificados por su radiación característica en polvo recogido por aviones de la primera explosión termonuclear (la prueba Mike).
En 1955, el grupo utilizó el ciclotrón para producir 17 átomos del elemento 101 (mendelevio), el primer nuevo elemento descubierto átomo por átomo. La técnica de retroceso inventada por Ghiorso fue crucial para obtener una señal identificable de átomos individuales del nuevo elemento.
HILAC
En la década de 1950, quedó claro que para extender la tabla periódica aún más se necesitaría un nuevo acelerador, y se construyó el Acelerador Lineal de Iones Pesados de Berkeley (HILAC), con Ghiorso a cargo. Esa máquina se utilizó en el descubrimiento de los elementos 102-106 (102, nobelio; 103, laurencio; 104, rutherfordio; 105, dubnio y 106, seaborgio), cada uno producido e identificado sobre la base de solo unos pocos átomos.
El descubrimiento de cada elemento sucesivo fue posible gracias al desarrollo de técnicas innovadoras en la manipulación robótica de blancos, química rápida, eficientes detectores de radiación y procesamiento de datos por computadora. La actualización del HILAC en 1972 al superHILAC proporcionó haces de iones de mayor intensidad, lo cual fue crucial para producir suficientes átomos nuevos para permitir la detección del elemento 106.
Siguiendo la ruta del descubrimiento
Con el aumento del número atómico, las dificultades experimentales para producir e identificar un nuevo elemento aumentan significativamente. En la década de 1970 y 1980, los recursos para la investigación de nuevos elementos en Berkeley estaban disminuyendo, pero el laboratorio GSI en Darmstadt, Alemania, bajo el liderazgo de Peter Armbruster y con considerables recursos, pudo producir e identificar los elementos 107-109 (107, bohrio; 108, hassio y 109, meitnerio).
A principios de la década de 1990, los grupos de Berkeley y Darmstadt hicieron un intento colaborativo de crear el elemento 110. Los experimentos en Berkeley no tuvieron éxito, pero finalmente los elementos 110-112 (110, darmstadio; 111, roentgenio y 112, copernicio) fueron identificados en el laboratorio de Darmstadt.
Trabajos posteriores en el laboratorio JINR en Dubna, liderado por Yuri Oganessian y un equipo de científicos ruso-estadounidenses, tuvieron éxito en la identificación de los elementos 113-118 (113, nihonio; 114, flerovio; 115, moscovio; 116, livermorio; 117, teneso y 118, oganessón), completando así los elementos del Período 7 de la tabla periódica de los elementos.
Invenciones y contribuciones de Ghiorso
Albert Ghiorso inventó numerosas técnicas y máquinas para aislar e identificar elementos pesados átomo por átomo. Generalmente se le atribuye la implementación del analizador multicanal y la técnica del retroceso para aislar los productos de reacción, aunque ambas eran extensiones significativas de conceptos previamente comprendidos.
Su concepto de un nuevo tipo de acelerador, el Omnitron, se reconoce como un avance brillante que probablemente habría permitido al laboratorio de Berkeley descubrir numerosos elementos adicionales, pero la máquina nunca se construyó debido a los cambios en el panorama político de la década de 1970 en los Estados Unidos, que redujeron la importancia de la investigación nuclear básica y ampliaron considerablemente la investigación sobre cuestiones ambientales, de salud y seguridad.
Parcialmente como resultado de la incapacidad de construir el Omnitron, Ghiorso (junto con sus colegas Bob Main y otros) concibió la unión del HILAC y el Bevatron, al que llamaron Bevalac.
Esta máquina combinada, una articulación incómoda en la empinada ladera del Laboratorio Rad, proporcionó iones pesados a energías de GeV, lo que permitió el desarrollo de dos nuevos campos de investigación: «física nuclear de alta energía», lo que significa que el núcleo compuesto es lo suficientemente caliente como para exhibir efectos dinámicos colectivos, y la terapia con iones pesados, en la que los iones de alta energía se utilizan para irradiar tumores en pacientes con cáncer. Ambos campos se han expandido en actividades en numerosos laboratorios y clínicas en todo el mundo.
Nombres de los elementos
Ghiorso personalmente seleccionó algunos de los nombres recomendados por su grupo para los nuevos elementos descubiertos. Su nombre original para el elemento 105 (hahnio) fue cambiado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) a dubnio, para reconocer las contribuciones del laboratorio de Dubna, Rusia, en la búsqueda de elementos transfermio.
Su recomendación para el elemento 106, seaborgio, fue aceptada solo después de un extenso debate sobre poner el nombre de un elemento a una persona viva. En 1999, se publicaron evidencias de dos elementos superpesados (elemento 116 y elemento 118) por un grupo en Berkeley. El grupo de descubrimiento tenía la intención de proponer el nombre ghiorsio para el elemento 118, pero finalmente se descubrió que los datos habían sido manipulados y en 2002 se retiraron las afirmaciones.
La producción científica de Ghiorso durante su vida consistió en aproximadamente 170 artículos técnicos, la mayoría publicados en The Physical Review.
Ghiorso es famoso entre sus colegas por su interminable corriente de creativos «garabatos» que definen una forma de arte sugestiva de fractales. También desarrolló una cámara de última generación para la observación de aves y fue un constante partidario de causas y organizaciones ambientales.
Últimos años
En sus últimos años, Ghiorso continuó investigando para encontrar elementos superpesados, energía de fusión y fuentes innovadoras de rayos electrónicos.
Fue coautor no participante en los experimentos de 1999 que proporcionaron evidencia de los elementos 116 y 118, que posteriormente resultaron ser un caso de fraude científico perpetrado por el primer autor, Victor Ninov. También tuvo breves intereses de investigación en el experimento de quarks libres de William Fairbank de Stanford, en el descubrimiento del elemento 43 y en el acelerador de disco de electrones, entre otros.
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