George Gamow


George Gamow
George Gamow
GamovGA 1930.jpg
Nacimiento 4 de marzo de 1904
Odesa, Imperio ruso
Fallecimiento 19 de agosto de 1968 (64 años)
Boulder, EEUU
Nacionalidad Ruso, Estadounidense
Campo Física, Biología
Instituciones Universidad de Gotinga
Instituto Niels Bohr
Laboratorio Cavendish
Universidad George Washington
Universidad de California
Universidad de Colorado
Supervisor doctoral Alexander Friedmann
Conocido por Radiación de fondo de microondas
Modelo de la emisión alfa
Big Bang
Premios
destacados
Premio Kalinga (1956)

Georgiy Antonovich Gamow (en caracteres cirílicos: Геóргий Анто́нович Га́мов - Gueórgiy Antónovich Gámov, Odesa, 4 de marzo de 1904 - 19 de agosto de 1968), más conocido como George Gamow, fue un físico y astrónomo ucraniano, que trabajó en diversos temas incluyendo el núcleo atómico, la formación estelar, nucleosíntesis estelar, nucleocosmogénesis y el código genético.

Contenido

Biografía

Comenzó a trabajar en la universidad de George Washington en 1934, donde publicó trabajos con Edward Teller, Mario Schoenberg, y Ralph Alpher.Gamow trabajó después en ciertos establecimientos antes de huir de la opresión creciente en Rusia y se trasladó a los Estados Unidos en 1934, nacionalizándose estadounidense en 1940. Después del descubrimiento de la estructura de la ADN, Gamow propuso que la secuencia de nucleótidos formaba un código. Estuvo de acuerdo con los investigadores sobre este concepto. Permaneció en Washington hasta 1954, trabajando en la universidad de Berkeley, California, en la universidad de Colorado en Boulder (1956-1968). En 1956 la Unesco le concedió el premio Kalinga, por su trabajo en ciencia con la serie de libros del Sr. Tompkins (1939-1967), Un dos tres..., El infinito, y otros trabajos.

Teoría del Big Bang

Tumba de George Gamow en Boulder, Colorado, EEUU.

Gamow apoyó esta teoría, preanunciada por Georges Lemaître desde el principio y propuso un modelo de la explosión de un Ylem que explicaba la formación del helio en el universo.

También predijo que el Big Bang había dado lugar a la radiación de fondo que fue identificada en 1965 por Arno Penzias y Robert Wilson.

Gamow se interesó por la evolución de las estrellas y en concreto, por cómo se genera la energía en ellas. También trabajó en la nucleosíntesis estelar tratando de averiguar como se formaron los distintos elementos químicos así como prediciendo la proporción de estos en el Universo.

Las ideas de Gamow sobre el Big Bang y la nucleosíntesis estelar han sido puestas a prueba por numerosos experimentos y se han encontrado evidencias que lo avalan:

1.-Las mediciones han mostrado que el universo está expandiéndose
Las galaxias están tomando distancia unas de otras a velocidades colosales. Esto concuerda con el surgimiento explosivo del universo. Al imaginar el comienzo de aquella expansión, los astrónomos han calculado que el universo había nacido hace 15.000 millones de años, aproximadamente.
2.-La hipótesis de Gamow es apoyada por la detección de radiación cósmica.
Durante miles de millones de años, el universo incandescente se ha ido enfriando a no más de -270 °C. A esta temperatura buena parte de la energía se concentra en la región de radiación de microondas. Debido a que el Big Bang pudo acaecer simultáneamente a la formación del diminuto volumen del universo, la radiación generada podría haber llenado todo el confín cósmico. Por ello, la radiación debería ser la misma en cualquier dirección que se observara (véase isotropía). En efecto, las señales de microondas registradas por los astrónomos, indican la dispersión de un gas difuso formado por hidrógeno y helio a través de todo el universo naciente mucho antes de que se formaran las galaxias. En el año 1995, astrónomos analizaron una luz ultravioleta de un quasar (que se cree que era una galaxia que hizo explosión en los márgenes del universo) y encontraron que una parte de la luz era absorbida por atómos de helio en su viaje a la Tierra. Ya que este quasar está a más de 10.000 millones de años luz, la luz que llega a la Tierra revela hechos de hace 10.000 millones de años.
No se ha detectado mayor abundancia de hidrógeno, porque un átomo de H sólo tiene un electrón, el cual es quitado por la luz de un quásar en un proceso conocido como ionización, los átomos de hidrógeno ionizados no pueden absorber ninguna luz del quasar. Por otro lado, el átomo de helio tiene 2 electrones; la radiación puede arrancarle un electrón, pero no siempre ambos. Los átomos de helio ionizados aún pueden absorber la luz, por lo cual es posible su detección.
3.- El descubrimiento del helio primitivo.
Los científicos estiman que el hidrógeno y helio fueron los primeros elementos formados en las etapas de comienzo de la evolución cósmica; se piensa que los demás elementos, se originaron mediante una serie de reacciones nucleares en que participaron hidrógeno y el helio en el centro.

Teoría de la desintegración alfa

En 1928 Gamow utiliza las leyes de la mecánica cuántica para estudiar la emisión de núcleos de helio. Este proceso se conoce como desintegración alfa y corresponde a:

\ _{Z}^{A}X \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y + _{2}^{4}He + Q

La teoría de Gamow parte de un potencial nuclear promedio, suma de un pozo cuadrado de profundidad \ V_{0} y el potencial debido a la repulsión coulombiana de los protones \ V_{Coulomb}=\frac{2Z\alpha \hbar c}{r}. La constante de desintegración se puede ver como el producto de tres factores:

\ \lambda=\varepsilon fP

donde ε representa un factor de formación de la partícula alfa en el núcleo (ε≤1), P es la probabilidad de que dicha partícula atraviese la barrera de potencial por efecto túnel y f es el número de veces que choca contra las paredes de potencial. Si suponemos que la partícula alfa se emite sin momento angular (l=0):

\ \lambda=\varepsilon \frac{c}{a}\left({\frac{2[Q+V_{0}]}{m_{\alpha}{c}^2}}\right)^{1/2}exp\left\{-4\sqrt{\frac{m_{\alpha}c^{2}}{Q}}(Z-2)\alpha\left(\frac{\pi}{2}-2\sqrt{\frac{Q}{V_{max}}}\right)\right\}

Definiendo α como la constante de estructura fina, a el radio del núcleo, Q la energía liberada, Z la carga del núcleo padre y Vmax la energía potencial coulombiana correspondiente al radio del núcleo, a.

Con esta teoría se pueden calcular todas las vidas medias correspondientes a desintegración alfa. Aunque su acuerdo con el experimento no es muy exacto, estos cálculos son capaces de estimar vidas medias de órdenes de magnitud muy diferentes entre 10 − 5 y 1015 segundos.

Trabajos sobre el ADN

Tras el descubrimiento de la estructura del ADN, Gamow hizo una contribución al problema de cómo cuatro tipos distintos de bases (adenina, guanina, citosina, timina) en el ADN, podían controlar la síntesis de proteínas desde aminoácidos. Propuso que secuencias cortas de las bases formaban un "código", donde cada secuencia especificaba uno de los veinte aminoácidos. A pesar de que esta idea no era del todo correcta, Francis Crick, uno de los descubridores de la estructura del ADN, dijo que lo anterior lo ayudó en su propia resolución del problema.

Escritos

Gamow se dedicó también a escribir una serie de libros que proporcionan al lector, bajo la forma de relatos fantásticos y humorísticos, nociones correctas de las teorías y principios en que se basa la ciencia moderna. Algunos de estos libros son la serie de Mr Tompkins, quien sueña que viaja a mundos en los cuales las propiedades físicas son completamente distintas a las de nuestro medio, llevando la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica a nuestro día a día. [1]

Curiosidades

  • Gamow era un hombre imponente, de 1.90 m. de altura y 102 kg. pero era conocido por su particular sentido del humor. Una vez fue descrito como "el único científico de Estados Unidos con verdadero sentido del humor" por un reportero.
  • El edificio más alto del campus principal de la Universidad de Colorado-Boulder se llama "Gamow Tower" en su honor.
  • El trabajo de la cosmogénesis con Alpher fue publicado como la teoría de Alpher-Bethe-Gamow (Gamow había agregado el nombre de Hans Bethe sin su permiso para hacer un retruécano con las primeras tres letras del alfabeto griego, alfa-beta-gamma).

Véase también

  • Anexo:Astrónomos y astrofísicos

Referencias

  1. George Gamow, La investigación del átomo, México, D.F., 1956

Bibliografía

  • Universos Paralelos, Michio Kaku. (2005). Editorial Atalanta. Gerona, España. ISBN 978-84-935763-3-2.
  • Introductory Nuclear Physics, Keneth Krane. (1988). Ed. John Wiley.

Enlaces externos


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