Blog de la Sección Local de Alicante de la RSEF

Premio Nobel de Física 1909

“en reconocimiento de sus contribuciones al desarrollo de la telegrafía sin hilos”

Karl Ferdinand Braun (1850-1918) nació el 6 de junio de 1850 en Fulda, Hesse-Kassel, en Alemania. Tras recibir educación primaria es escuelas locales, estudió en las Universidades de Marburgo y Berlín y en esta última se graduó en 1872. Fue profesor en las Universidades de Marburgo y desde 1880 de la de Estrasburgo (ciudad entonces perteneciente a Alemania tras la guerra franco-prusiana de 1870-1871). Desde 1883 fue profesor de física de al Universidad de Karlsruhe y a partir de 1885 de la de Tubinga, en la que uno de sus cometidos era la puesta en marcha de un nuevo Instituto de Física. Diez años más tarde, en 1885, regresó a Estrasburgo como director del Instituto de Física de su Universidad.

Sus primeras investigaciones estuvieron relacionadas con las oscilaciones de cuerdas y varillas elásticas. También realizó estudios termodinámicos, tales como los de la influencia de la presión sobre la solubilidad de los sólidos.

En cualquier caso, sus contribuciones más importantes las llevó a cabo en el campo de la electricidad. En particular, publicó varios trabajos sobre la ley de Ohm y el cálculo de la fuerza electromotriz. De hecho, como consecuencia de estas investigaciones inventó el que se conoce como electrómetro de Braun así como un oscilógrafo de rayos catódicos conocido como tubo de rayos catódicos, CRT, o tubo de Braun, que no se utilizó hasta la creación de los primeros televisores a finales de la década de 1940. Como resultado de sus investigaciones experimentales inventó el conocido como electrómetro de Braun y en 1897 un osciloscopio de rayos catódicos en el que el chorro de electrones del tubo se dirigía hacia una pantalla fluorescente por medio de campos magnéticos generados por corriente alterna. Al año siguiente, en 1898, empezó a ocuparse del tema de la telegrafía sin hilos intentando transmitir señales morse a través del agua utilizando corrientes de alta frecuencia. Ese mismo año Ferdinand Braun consiguió establecer una comunicación a lo largo de 800 metros. En 1900 Braun y sus colaboradores junto con varios inversores formaron una compañía denominada «Professor Braun Telegraph» que en adelante se conocería como Telebraun. A partir de este momento Braun empezó a ser competidor de la compañía británica constituida en 1897 en torno al ingeniero italiano Guglielmo Marconi. En 1901 la cooperación de la compañía de Braun con Siemens dio lugar a un nuevo consorcio conocido como Braun-Siemens. A pesar de ello la compañía Telebraun continuó sus actividades hasta 1913. En el año 1903 el Káiser Guillermo II de Alemania ordenó la fusión de las compañías Braun-Siemens y AEG-Slaby-Arco dando lugar a Telefunken. Braun siempre señaló que su patente de 1898 era muy similar a la posterior de Marconi de 1900.

Posteriormente introdujo el circuito cerrado de oscilación en la telegrafía sin hilos, inventando el rectificador de cristal, siendo uno de los primeros en enviar ondas eléctricas a lo largo de direcciones definidas. Como resultado en 1902 fue capaz de recibir mensajes por medio de antenas de haz inclinado. En 1901 se publicaron sus artículos sobre telegrafía sin hilos bajo el título título “Telegrafía sin hilos a través del agua y el aire”.

Tras el estallido en 1914 de la Primera Guerra Mundial, Braun fue llamado a Nueva York para asistir como testigo en un juicio relacionado con la reivindicación de una patente. Permaneció en Nueva York durante toda la contienda y debido a una enfermedad no pudo llevar a cabo más trabajos científicos. Tras la entrada de los Estados Unidos en la guerra en 1917 y debido a su nacionalidad alemana estuvo bajo arresto domiciliario, aunque podía moverse libremente por Brooklyn, Nueva York. No pudo regresar a Alemania pues falleció en Nueva York el 20 de abril 1918, antes de que finalizara la Primera Guerra Mundial.

Fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1909 el cual compartió con Guglielmo Marconi.

Por Augusto Beléndez (@aubeva)

BIBLIOGRAFÍA

“Karl Ferdinand Braun – Biographical”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 4 Jun. 2015.

Premio Nobel de Física 1971

“por su invención y desarrollo del método holográfico”

Dennis Gabor (1900-1979) nació en en Budapest y aunque la física le fascinaba, decidió estudiar ingeniería. Más tarde escribió, “ser físico no era todavía una profesión en Hungría y ¿con apenas media docena de cátedras de física en todo el país, quién podría haber sido tan presuntuoso para aspirar a una de ellas?”. Al cumplir los dieciocho años fue enviado al norte de Italia para servir en la artillería austro-húngara en los últimos meses de la Primera Guerra Mundial y finalizada la contienda inició estudios de ingeniería en Budapest que concluyó en la Universidad de Berlín donde obtuvo el Título de Ingeniero Eléctrico en 1923 y el de Doctor Ingeniero en 1927. Ese mismo año entró a trabajar en uno de los laboratorios de física de la compañía Siemens & Halske de Berlín, en la que comenzó a desarrollar algunos de sus numerosos inventos. Como prueba de su fructífera labor como inventor presentó 62 patentes entre 1928 y 1971. En 1933, y tras le llegada de Hitler al poder, Gabor abandonó Alemania pues no le renovaron su contrato en la compañía Siemens debido a su origen judío y en 1934 marchó a Inglaterra, donde consiguió un empleo en la British Thomson Houston Company.

A lo largo de su vida Gabor siempre decía que él era ingeniero e inventor en vez de científico, a pesar de que su trabajo estaba casi siempre relacionado con la física aplicada. Pero Gabor, también fue un humanista en el más puro sentido del Renacimiento: lector voraz, escritor, ensayista, hombre preocupado por la sociedad tecnológica de finales del siglo XX y miembro del Club de Roma. Desde 1958 dedicó gran parte de su tiempo al estudio del futuro de nuestra civilización industrial sobre el que publicó, entre otros, el libro Inventando el futuro en el que señalaba “tú no puedes predecir el futuro, pero puedes inventarlo”.

Pero volvamos al año 1947 en el que la holografía comienza su andadura en un laboratorio de una empresa de ingeniería eléctrica en el que Gabor trabajaba en la mejora del microscopio electrónico. Con este instrumento se había aumentado en cien veces el poder de resolución de los mejores microscopios ópticos y se estaba muy cerca de resolver las estructuras atómicas, pero los sistemas no eran lo bastante perfectos. Su limitación estaba relacionada con la aberración esférica de las lentes magnéticas del microscopio. Para resolver este problema Gabor se preguntó: “¿por qué no tomar una mala imagen electrónica, pero que contenga la información ‘total’ de la misma, reconstruirla y corregirla mediante métodos ópticos?”.

La contestación a esta pregunta se le ocurrió mientras esperaba para jugar un partido de tenis el Domingo de Pascua de 1947 y consistía en considerar un proceso en dos etapas. En la primera etapa, el registro, produciría el diagrama interferencial entre el haz de electrones objeto y un fondo coherente que registraría en una placa fotográfica. A este interferograma Gabor lo llamó holograma, del griego ‘holos’, que significa ‘la totalidad’, pues contiene la información total (la amplitud y la fase) de la onda objeto. En la segunda etapa, la reconstrucción, iluminaría el holograma con luz visible, reconstruiría el frente de onda original y podría corregirlo por métodos ópticos para obtener una buena imagen.

Para conseguir franjas de contrastadas es necesario disponer de una fuente de iluminación de gran coherencia, la cual no existía en tiempos de Gabor. A pesar de ello, en 1948 Gabor realizó el primer holograma con luz proveniente de una lámpara de mercurio, una de las mejores fuentes de luz coherente antes del láser. El objeto de este primer holograma era una pequeña diapositiva circular que contenía los nombres “Huygens, Young y Fresnel”, tres físicos a los que Gabor consideraba importantes por haber puesto las bases de su técnica a la que denominó reconstrucción del frente de onda.

Póster de la conferencia de Gabor de 1948 (The MIT Museum – Holography Collection from the Museum of Holography).

Poco después presentó un trabajo más extenso, de treinta y tres páginas, ante la Royal Society de Londres en el que señalaba: “el nombre ‘holograma’ no es injustificado, al ser la fotografía que contiene la información total necesaria para reconstruir el objeto, que puede ser bidimensional o tridimensional”. El New York Times publicó en septiembre de ese mismo año la primera noticia sobre esta nueva técnica, mientras que en diciembre de 1948 Gabor presentó una patente relacionada con la mejora de imagen en microscopía electrónica. Gabor consiguió en 1949 un puesto de profesor en el Imperial College de Londres, gracias a la buena acogida que tuvo su idea de la reconstrucción del frente de onda entre científicos como Sir Lawrence Bragg y Max Born, ambos premios Nobel de Física, y Sir Charles Darwin, nieto del evolucionista y Director del Laboratorio Nacional de Física de Gran Bretaña.

En los años siguientes la técnica fue estudiada por Gordon Rogers en Inglaterra, Adolf Lohmann en Alemania y en la Universidad de Stanford: Paul Kirkpatrick, Albert Baez (padre de las cantantes Joan Baez y Mimi Fariña) y Hussein El-Sum. Este último realizó la primera tesis doctoral sobre holografía en 1952 y en el periodo comprendido entre 1948 y 1955 se publicaron unos cincuenta artículos sobre la técnica de Gabor.

Sin embargo, sólo se consiguieron imágenes pequeñas y borrosas y hacia 1954 Gabor estaba frustrado hasta el punto de la desesperación, intentando, sin éxito, convencer a sus colaboradores que continuaran con las investigaciones. Pero todos ellos habían perdido el interés por dos razones importantes. La primera, la imposibilidad de obtener resultados óptimos cuando aplicaban el método al microscopio electrónico y la segunda, la etapa de reconstrucción del holograma que era imperfecta. El método de Gabor genera un holograma en eje cuya calidad es pobre debido al solapamiento de la imagen virtual y la imagen real o conjugada. Al contemplar la imagen virtual o la real siempre aparece la otra imagen desenfocada como fondo. En 1955, y tras investigar varios montajes ópticos para minimizar el efecto de la imagen conjugada, Gabor abandonó sus investigaciones sobre holografía.

Gordon Rogers, quizás el más entusiasta de los primeros investigadores en holografía, escribía: “por lo que a mí respecta, estoy feliz de dejar que la técnica de reconstrucción del frente de onda muera de forma natural; le veo relativamente poco futuro y estoy deseando dedicarme a otra cosa”. Hasta tal punto pensaba Gabor que no era un tema importante que, en 1958, cuando se presentó a una cátedra en el Imperial College, apenas mencionó su trabajo sobre microscopía por reconstrucción del frente de onda.

La explosión holográfica, originada en los Estados Unidos entre 1962 y 1965 gracias a las contribuciones de Leith y Upatnieks y a las de otros investigadores de la Universidad de Michigan, rehabilitó la figura de Gabor que pasó de ser prácticamente un desconocido a recibir en 1971 el Premio Nobel de Física “por la invención y desarrollo del método holográfico”.

Dennis Gabor recibe el Premio Nobel de Física de 1971 de las manos del Rey Guatavo VI Adolfo de Suecia.

Por Augusto Beléndez @aubeva

BIBLIOGRAFÍA

Dennis Gabor, “Autobiography” (http://www.nobelprize.org).