Diez experimentos que cambiaron el mundo (II)

Con la cantidad de científicos que hay realizando experimentos cada año, tanto dentro como fuera del laboratorio, no es de extrañar que pocas investigaciones disfruten de su Minuto de Gloria.

Estas ocasiones son cuando un experimento capta la atención de científicos, ya sea porque altere nuestra comprensión fundamental del mundo o porque revele una solución que aborda un problema grave de salud pública.

Se podría pensar que tales experiencias reveladoras son extraordinariamente complejas, pero muchos de ellos son ejemplos estelares de la gracia y sencillez del ser humano.

4. El núcleo atómico

El físico Ernest Rutherford ya había ganado un Premio Nobel en 1908 (por su trabajo sobre radiactividad) cuando empezó con los experimentos que revelaron la estructura del átomo, basándose en sus investigaciones anteriores que mostraban que la radiactividad se componía de dos tipos de rayos: alfa y beta.

Rutherford y Hans Geiger habían determinado que los rayos alfa eran chorros de partículas cargadas positivamente. Cuando encendieron las partículas alfa en una pantalla, crearon una imagen nítida, pero si se coloca una lámina delgada de mica entre la fuente de rayos alfa y la pantalla, la imagen resultante era difusa. Claramente, la mica fue esparciendo algunas partículas alfa, pero ¿cómo y por qué?

En 1911, colocaron una delgada lámina de oro entre la fuente de rayos alfa y la pantalla. Pusieron una segunda pantalla de la fuente de rayos alfa para ver si las partículas eran desviadas hacia atrás. En la pantalla detrás de la hoja, Rutherford pudo observar un patrón difuso similar al que se vio con la mica. En la pantalla delante de la lámina, se sorprendió al ver que unas pocas partículas alfa rebotaban hacia atrás.

Con lo que llegó a la conclusión de que una carga positiva fuerte en el corazón de los átomos de oro desviaba las partículas alfa hacia atrás, hacia la fuente. Llamó a esta fuente positiva “núcleo”, y dijo que el núcleo debía de ser pequeño en comparación con el tamaño total del átomo, de lo contrario, se hubieran recuperado más partículas.

5. Visión de Rayos X

Obviamente hablamos de los estudios de Rosalind Franklin sobre difracción de rayos X, pero su trabajo debe mucho a Dorothy Crowfoot Hodgkin.

En 1945, Hodgkin fue considerada la más importante del mundo sobre las técnicas de difracción de rayos X, por lo que no es de extrañar que finalmente revelara la estructura de uno de los productos químicos más importantes de la medicina, la penicilina.

Alexander Fleming descubrió la sustancia que mata las bacterias en el año 1928, pero los científicos lucharon para purificar la sustancia química a fin de desarrollar un tratamiento efectivo. Mediante la cartografía de la disposición de 3-D de los átomos de la penicilina, Hodgkin abrió nuevas vías para la creación y el desarrollo de los derivados semisintéticos, revolucionando la forma de luchar contra las infecciones.

Unos años más tarde, Hodgkin utilizó la misma técnica para averiguar la estructura de la vitamina B12. Ganó el Premio Nobel de Química en 1964 ella sola, sin compartirlo, un honor que ninguna otra mujer ha tenido.

6. El Caldo primordial

En 1929, los bioquímicos John Haldane y Oparin Alexander publicaron, por separado, la misma hipótesis (salvo por algunos detalles) sobre el origen de la vida. De acuerdo con dicha hipótesis, cuando se formo la Tierra, la atmósfera estaba formada principalmente por: hidrógeno, vapor de agua, amoniaco y metano.

En este ambiente hostil, sugirieron los compuestos orgánicos a partir de moléculas simples, que se vieron estimuladas por una poderosa fuente de energía, la radiación ultravioleta. Haldane añadió que los océanos fueron un caldo o sopa primitiva de estos compuestos orgánicos.

Los químicos estadounidenses Harold C. Urey y Stanley Miller se dispusieron a probar la hipótesis de Oparin-Haldane en 1953. Reprodujeron la atmósfera primitiva de la Tierra mediante la cuidadosa creación de un sistema cerrado. Introdujeron agua, metano, amoníaco e hidrógeno para simular las supuestas condiciones de la Tierra primitiva.

Más tarde, la mezcla fue expuesta a descargas eléctricas y, una semana después, una cromatografía en papel mostró que se habían formado varios compuestos orgánicos. En particular, Miller encontró varios aminoácidos, incluyendo glicina, alanina y ácido glutámico.

Los aminoácidos son los bloques de construcción de las proteínas, que a su vez son los ingredientes clave de las estructuras celulares y las enzimas celulares responsables de las reacciones químicas importantes.

Urey y Miller llegaron a la conclusión de que las moléculas orgánicas se pueden formar en una atmósfera libre de oxígeno y que las formas más simples de vida podrían no estar muy lejos.