La concesión de la prestigiosa beca
Guggenheim en 1926 le dio la oportunidad a Linus Pauling de visitar
Europa y trabajar con Bohr en Copenhague, con Sommerfeld en Múnich,
y con Schrödinger en Zúrich. Fue en Suiza donde coincidió con
Fritz London, un joven filósofo cuyo interés en la mecánica
cuántica le había llevado a realizar estudios postdoctorales con
Sommerfeld. Pauling también discutiría extensamente de mecánica
cuántica con Walter Heitler, que estaba haciendo su doctorado con
Herzfeld pero en estrecho contacto con Sommerfeld. Es comprensible la
sorpresa que se llevó Pauling al enterarse al año siguiente de que
Heitler y London eran los autores del primer tratamiento
mecanocuántico de un sistema químico: ninguno de los dos le había
dicho nada de su trabajo en común. Años más tarde el propio
Pauling describiría el acontecimiento como “la mayor contribución
a la concepción química de valencia” desde la introducción del
par compartido por Lewis en 1916.
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| Heitler, Pauling, Ava Pauling, London. Múnich, 1927 |
Fritz London nació en 1900 en Breslau
en el seno de una próspera y cultivada familia germano-judía. Su
padre era profesor de matemáticas en Breslau (después lo sería en
Bonn) y su madre era la hija de un fabricante de tejidos. London
recibiría una educación clásica en Bonn lo que alimentaría su
interés por la filosofía. Estudió esta disciplina en Bonn,
Frankfurt y Múnich. Con sólo 21 años recibió un doctorado (summa
cum laude) por la universidad de Múnich tras presentar una tesis
espectacular: sin supervisión alguna, había elaborado toda una
presentación de la teoría del conocimiento basada en el lenguaje
simbólico y los métodos desarrollados por Peano, Russell y
Whitehead. Sólo lo presentó como trabajo de doctorado después de
que Pfander los leyese tras que se lo mandase para comentarios y éste
le animase a ello.
Las querencias filosóficas son
detectables en todo el trabajo de London, caracterizado por una
búsqueda constante de los principios generales y la exploración
concienzuda de las bases lógicas de los temas elegidos. Nunca fue un
mero calculista. Así, por ejemplo, en 1939 publicó con Ernst Bauer
una breve monografía (en francés) sobre la teoría de la medida en
mecánica cuántica.
Durante los tres años posteriores a la
presentación de su tesis, London escribiría dos artículos
filosóficos más y se ganaría la vida como profesor de instituto en
varios lugares de Alemania. Pero sus intereses iban concretándose y
en 1925 toma la decisión de volver a Múnich para trabajar en física
teórica con Sommerfeld. Tras este período trabajaría con Ewald en
Stuttgart y en Zúrich y en Berlín con Schrödinger.
En 1933 la persecución nazi llevó al
judío London a abandonar Alemania. Pasaría dos años en Oxford y
otros dos en Paría en el Institut Henri Poincaré. Finalmente, en
1939, aceptó el puesto de profesor de química teórica (no en el
sentido actual; el equivalente hoy sería química física)
universidad Duke en Estados Unidos, donde permanecería hasta su
muerte.
Entre 1925 y 1934 los intereses de
London se centraron en la espectroscopía y en la nueva mecánica
cuántica, especialmente aplicadas al estudio y caracterización del
enlace químico. En 1927, como vimos, Heitler y London produjeron su
tratamiento mecanocuántico de la molécula de hidrógeno.
Su problema era calcular la energía de
la molécula de hidrógeno en la que dos electrones se mantienen
unidos a dos protones. Si los núcleos estuviesen muy alejados la
energía del sistema sería esencialmente la de dos átomos de
hidrógeno separados, y sólo habría que considerar la interacción
entre un electrón y un protón. Pero cuando los núcleos están
próximos hay que considerar cuatro interacciones. Usando teoremas
matemáticos que lord Rayleigh había desarrollado para estimar la
energía mínima de una campana, Heitler y London pudieron ignorar el
espinoso problema de la distribución efectiva de los electrones. La
demostración de Heisenberg de que los electrones son indistinguibles
(resonancia) les permitió hacer más simplificaciones.
Con todas estas aproximaciones
consiguieron una expresión lo suficientemente simple de la ecuación
de onda del hidrógeno de forma que la ecuación de Schrödinger
todavía fuese manejable.. la solución arrojaba valores de la
energía de enlace increíblemente próximos a los obtenidos
experimentalmente a partir de estudios espectroscópicos.
Cuando hoy día lees un libro de texto
que trate del enlace químico sólo encontrarás, si acaso, el nombre
de Pauling. Incluso en los textos de química física el desarrollo
de Heitler y London aparece anónimamente. No sólo eso, en algunas
historias de la química la teoría del enlace parece una creatio
ex nihilo de Pauling. Sabemos que no fue así y quizás, también,
intuyamos por qué Heitler y London decidiesen no anticipar nada de
su trabajo a Pauling.
Esta entrada es una participación
de Experientia docet en
la XXIV Edición del Carnaval de Química que acoge el blog El zombi de Schrödinger
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