Creador del principio de indeterminación y de las bases matemáticas que darían lugar a la mecánica cuántica, la figura de Heisenberg, a veces ensombrecida por su participación en el Proyecto Uranio con el que Hitler quería construir una bomba nuclear, destaca por ser uno de los mejores físicos teóricos del siglo XX.

Texto: Isabel Robles | Fotos: Archivo

Werner Heisenberg nació en Wurzburgo en diciembre de 1901. Segundo hijo de un profesor de lenguas clásicas que acababa de conseguir la habilitación para dar clase en la universidad, su infancia se vio marcada por la posición social de su padre, incluido en el círculo burgués y académico de la época, y por la excelencia que este le exigía. En 1910, la familia se mudó a Múnich, la capital de Baviera. Heisenberg pronto destacó por su facilidad para las matemáticas, al ser capaz de resolver operaciones y problemas avanzados para su edad. La llegada de la Primera Guerra Mundial, los llamamientos a filas de los profesores –incluido su padre– y la ocupación de su escuela por el ejército provocaron que parte de su aprendizaje fuera autodidacta y avanzara más rápido que sus compañeros de promoción. Una vez superado el examen para entrar en la universidad, Heisenberg se planteó estudiar Matemáticas, pero tras el rechazo de Lindemann, director del departamento, a dirigir su tesis doctoral, pronto se interesó por el estudio de la Física Teórica que le propuso Arnold Sommerfeld.

El avance de la física teórica

A pesar de que durante el siglo XIX la física experimental había destacado en Alemania, con el cambio de siglo comenzó a ganar fuerza la física teórica con figuras entre las que se encuentran Planck, Laue y Einstein. Así se crearon algunos institutos, como el de Sommerfeld, especializado en hidrodinámica y física atómica cuántica cuando Heisenberg comenzó allí sus estudios. Además, en aquella época, era uno de los pocos que estudiaba la espectroscopia. Fue allí donde Heisenberg conoció a Wolfgang Pauli, que se convertiría en uno de sus mejores amigos y colaborador destacado en el desarrollo de la mecánica cuántica. Sus estudios avanzaron rápidamente y, tras pasar un año en Gotinga como ayudante de Max Born, se doctoró por la Universidad de Múnich en 1923 con una tesis sobre hidrodinámica. Con marcada predilección por la teoría y no por la experimentación, en 1926 comenzó a trabajar como asistente de Bohr en el Instituto de Física Teórica de Copenhague. Allí conoció a Einstein y desarrolló las bases matemáticas de la mecánica cuántica –fundamentadas en la teoría de matrices– y el principio de incertidumbre que le llevarían, en 1932, a obtener el premio Nobel de Física. 

La Segunda Guerra Mundial y el Proyecto Uranio

El Tercer Reich (1933-1945) fue una época complicada para la física en Alemania, no solo por el ambiente político, sino también porque el antisemitismo se expandía por todos los ámbitos de la sociedad, incluida la ciencia. Muchos profesores judíos y opositores huyeron a otros países, y los partidarios del régimen nazi rechazaron las teorías de científicos de origen judío como Einstein y lanzaron ataques contra sus defensores. A pesar de todo, Heisenberg permaneció en Alemania con otros científicos como Otto Hahn. En 1938, Lise Meitner, ya exiliada en Suecia, describió la fisión nuclear a partir de los experimentos que Hahn le había referido desde Alemania, lo que abría la puerta a la creación de armas nucleares gracias a la enorme cantidad de energía que se libera en la fisión del isótopo U-235. Ante esta perspectiva, el Gobierno nazi suspendió la exportación de uranio y encargó a sus científicos que investigaran la reacción en cadena de la fisión nuclear para construir una bomba. Esto llevó a la creación del Proyecto Uranio, cuyo mayor teórico era Heisenberg, que a partir de 1942 también dirigió el Kaiser Wilhelm-Institut für Physik en Berlín. En 1941, Heisenberg viajó a Copenhague y se reunió con Bohr. Los motivos siguen siendo inciertos, quizá quería que Bohr colaborara con él o mostrarle que en realidad estaba trabajando en un reactor nuclear. Finalizada la guerra, ambos presentaron relatos opuestos de lo ocurrido. En cualquier caso, el programa alemán para crear una bomba nuclear no prosperó, en parte porque no se contaba con los recursos económicos necesarios para producir plutonio o separar U-235 –que se destinaban a otros esfuerzos más tangibles en la guerra– y en parte porque muchos de sus físicos más brillantes estaban en el exilio. Los esfuerzos para crear un reactor nuclear con agua pesada –procedente de Noruega– resultaron baldíos y nunca pasaron de prototipos en el laboratorio.

Operación Epsilon y reconstrucción de la ciencia europea

En julio de 1945, los aliados capturaron a diez científicos alemanes entre los que se encontraba Heisenberg. Durante seis meses, fueron recluidos en la mansión Farm Hall, cercana a Cambridge y plagada de micrófonos para que británicos y estadounidenses pudieran espiarles. El 6 de agosto de 1945, cuando recibieron la noticia del lanzamiento de la primera de las bombas atómicas que cayeron sobre Japón, todos coincidieron en que no hubieran podido llevar a cabo ese proyecto con los medios con los que habían contado en Alemania. En 1946, ya liberado, Heisenberg volvió a Gotinga para dirigir el Instituto de Física que, tras pasar a denominarse Max Planck Institut für Physik, se trasladó Múnich en 1958. Siete años después del fin de la guerra, los científicos alemanes consideraron que contaban con recursos suficientes para participar en proyectos de energía atómica, por lo que en 1952 Heisenberg viajó a Washington y consiguió el permiso necesario para construir un pequeño reactor. Durante los años siguientes, continuó asistiendo a congresos y comenzó a trabajar en la teoría del campo unificado, que pretendía unificar las fuerzas de distinta naturaleza que rigen la dinámica de las partículas elementales. Para ello, estudió los resultados de los experimentos que se llevaban a cabo en los aceleradores de Ginebra y Brookhaven. Sin embargo, no llegó a terminar esta teoría. Heisenberg murió en 1976 en Múnich y, en su honor, el Max Planck Institut für Physik, ampliado y modernizado bajo su dirección, adoptó la denominación adicional de «Werner Heisenberg Institut». Sus aportaciones abrieron nuevos campos de investigación y fueron tan importantes para el desarrollo de la ciencia que Heisenberg es recordado como uno de los físicos teóricos más destacados del siglo XX.