Biografía de Arthur Holly Compton

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Vida y Biografía de Arthur Holly Compton

(Wooster, 1892 - Berkeley, 1962) Físico estadounidense, descubridor del efecto que lleva su nombre, cuya explicación desempeñó un papel decisivo en el desarrollo y formulación de la teoría cuántica. Hijo de un ministro presbiteriano que era profesor de filosofía en Wooster, Arthur H. Compton realizó sus estudios en su ciudad natal y en la Universidad de Princeton, donde se doctoró en 1916.

Después de trabajar como docente en la Universidad de Minnesota (1916-1917) y como investigador para la Westinghouse Lamp Corporation (1917-1919), pasó un año en Gran Bretaña, en el laboratorio dirigido por Rutherford en la Universidad de Cambridge. En 1920 se incorporó a la Washington University de St. Louis como profesor de física y director de su departamento, y tres años más tarde fue nombrado profesor de física en la Universidad de Chicago. En 1945 regresó a la Washington University como rector, ocupando dicho cargo hasta 1954.

Interesado por los rayos X desde los comienzos de su carrera como investigador, en 1923 estudió experimentalmente la difracción de este tipo de radiaciones al atravesar un bloque de parafina, y puso de manifiesto que los rayos difractados poseían una longitud de onda superior a la de los incidentes y que, en consecuencia, su nivel de energía era inferior. Este efecto, que no poseía una interpretación adecuada en el marco de la teoría ondulatoria de la luz, fue explicado por Compton y por Peter Debye como consecuencia del choque elástico entre fotones integrantes de la radiación electromagnética y electrones libres o débilmente ligados de la materia, con cesión de energía de los primeros a los segundos.

Arthur Compton estableció una fórmula que relacionaba la variación de la longitud de onda con el ángulo de difracción y detectó, en una cámara de Wilson, el retroceso en las trayectorias de los electrones al colisionar con los fotones. Los resultados de la investigación quedaron recogidos en dos artículos publicados ese mismo año en la Physical Review: "Una teoría cuántica de la difracción de los rayos X por elementos ligeros" ("A Quantum Theory of the Scattering of X-Rays by Light Elements") y "El espectro de difracción de los rayos X" ("The Spectrum of Scattered X-Rays").

Consecuencia fundamental del efecto descubierto por Compton y de su explicación fue la de hacer patente que a la radiación electromagnética podían atribuírsele características corpusculares, lo cual confirmaba la atribución de energía y momento a los fotones hecha por Einstein, y abría el camino a la hipótesis del dualismo onda-partícula en el comportamiento de la materia, formulada por Louis De Broglie en 1925. La investigaciones de Compton lo hicieron merecedor en 1927 del Premio Nobel de Física, que compartió con C. T. R. Wilson.

Durante la década de 1930, Compton se dedicó al estudio de los rayos cósmicos, defendiendo su naturaleza corpuscular contra la opinión -expresada por R. A. Millikan- de que se trataba de mera radiación desprovista de carga; junto con sus colaboradores, diseñó y perfeccionó una cámara de ionización para medir su intensidad y, en 1933, organizó un estudio a escala mundial en el que intervinieron sesenta y nueve estaciones de observación provistas de equipamientos similares, con el objeto de confirmar la variación de la intensidad de la radiación cósmica recibida en función de la latitud geomagnética, poniendo así de manifiesto su desviación por el campo magnético terrestre. También mostró que la intensidad de los rayos cósmicos varía a lo largo del día y del año, con la rotación del Sol y con el tiempo sidéreo, variación esta última que atribuyó al hecho de que la radiación penetraba en la Galaxia procedente del exterior.

En 1941 Compton fue nombrado miembro de un comité gubernamental encargado de estudiar la viabilidad de la fabricación de una bomba atómica, atribuyéndosele la responsabilidad de la producción del plutonio necesario, que se inició en Chicago bajo su dirección en 1942. Su profunda fe religiosa le hizo aceptar sus obligaciones con renuencia sólo mitigada por el convencimiento de que la guerra no tendría un rápido desenlace más que recurriendo al arma nuclear.

Fue autor de diversos libros, entre los que cabe citar Los rayos X y los electrones (X-Rays and Electrons, 1926); The Freedom of Man (La libertad del hombre), 1935; Los rayos X en la teoría y en la práctica experimental (X-Rays in Theory and Experiment, 1935), escrito en colaboración con S. K. Allison; Human Meaning of Science (El significado humano de la ciencia), 1940, y Atomic Quest: A Personal Narrative (La búsqueda atómica: un relato personal), 1956. En 1967 se publicó póstumamente una recopilación de sus textos e intervenciones públicas con el título The Cosmos of Arthur Holly Compton (El cosmos de Arthur Holly Compton).

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