Dieciséis premios Nobel han impartido docencia en la Universidad de California San Diego. Este año se cumplen sesenta desde que, después de muchos años de esfuerzos insuficientemente reconocidos y nada o mal retribuidos, una mujer se incorporó por primera vez como catedrática a esa universidad. Tres años después, obtuvo el Premio Nobel de Física.

Desde que se otorgó por primera vez en 1901, únicamente tres mujeres han ganado el Premio Nobel de Física. Tuvieron que pasar sesenta años desde que Marie Curie lo obtuviera en 1903 para que una mujer volviera a recibir el galardón. Fue la alemana Maria Goeppert-Mayer (Katowice, 1906-San Diego, California, 1972), quien formuló un modelo de capas que permitió entender cómo funciona el núcleo atómico.

Goeppert brilló en un campo tradicionalmente reservado a los hombres (hasta 2018 ese premio no volvió a reconocer a otra mujer, la canadiense Donna Strickland). El reconocimiento le llegó tras una larga carrera científica como “meritoria”: pasó muchos años como investigadora y docente universitaria ad honorem.

Ese largo camino, lleno de obstáculos, empezó cuando el padre de Maria se convirtió en catedrático de Pediatría de la Universidad de Gotinga (Alemania), entonces un referente mundial en estudios matemáticos y físicos. Allí floreció la vocación de Maria, que en 1924 superó el examen de acceso y fue admitida como estudiante de Matemáticas.

Pero aquella vocación inicial pronto tropezó con la que le despertó la Física Cuántica, entonces en plena ebullición, tras asistir a un seminario impartido por Max Born. Finalmente, Maria se decidió a estudiar Física. Sin embargo, nunca renunció a su primera pasión y, de hecho, su sólida formación matemática fue una formidable ventaja a lo largo de su trayectoria, permitiéndole alcanzar explicaciones teóricas de procesos que no pudieron ser comprobados experimentalmente hasta muchos años después.

Tras completar sus estudios, se doctoró en 1930 con una innovadora tesis en la que elaboró la teoría de la posible absorción de dos fotones por los átomos. Los miembros del tribunal fueron tres ganadores del Premio Nobel: Max Born, James Franck y Adolf Otto Reinhold Windaus (en 1954, 1925 y 1928, respectivamente). Más tarde, Eugene Wigner, que compartió el Nobel con Maria, describió la tesis como “una obra maestra de claridad y concisión” . En ese momento, las posibilidades de verificar experimentalmente su tesis parecían remotas, pero el desarrollo del láser permitió la primera verificación experimental en 1961 cuando se detectó fluorescencia excitada por dos fotones en un cristal dopado con europio. Para honrar su contribución fundamental a esta área, la unidad para la sección transversal de absorción de dos fotones, el GM, lleva sus iniciales.

El mismo año que defendió su tesis se casó con Joseph Mayer, un químico estadounidense y emigró a Baltimore, donde su marido había sido contratado por la Universidad Johns Hopkins. Las estrictas reglas contra el nepotismo impidieron que la Johns Hopkins la aceptara como profesora, pero le permitieron colaborar como asistente de laboratorio.

Aquel traslado marcó el inicio de una semioculta trayectoria profesional. Mientras sus más reputados colegas valoraban el talento de Maria y deseaban contar con su colaboración, durante años ninguna institución académica le ofreció un puesto de trabajo retribuido. Acompañó a su marido en un periplo por diferentes universidades estadounidenses y trabajó como voluntaria en sus departamentos de Física para poder seguir investigando.

En la Universidad de Columbia, donde trabajaba su marido y ella se incorporó como investigadora no remunerada, pudo colaborar con Enrico Fermi (uno de los arquitectos de la Era Nuclear y Premio Nobel de Física en 1938), con quien estableció una relación decisiva en su carrera. Fue el genial físico italiano quien le propuso que profundizase en el estudio de la estructura interna de los átomos. En 1941 recibió su primera oferta de trabajo como profesora de Ciencias, en el Sarah Lawrence College, una universidad privada dedicada a lo que se denominan Artes Liberales en los Estados Unidos; y, al año siguiente, comenzó a colaborar como investigadora en el programa atómico estadounidense. Su participación en el Proyecto Manhattan le llevó también a realizar una estancia en 1945 en Los Alamos, donde colaboró con Edward Teller en las investigaciones para desarrollar la bomba de hidrógeno.

En 1946 los Mayer se trasladaron de nuevo, esta vez a la Universidad de Chicago, donde su marido obtuvo el puesto de catedrático en el nuevo Instituto de Estudios Nucleares. Ella continuó trabajando allí sin remuneración alguna. Poco después, y a instancias de Fermi, Maria, que ya tenía cuarenta años, fue fichada como investigadora senior en el recién inaugurado Argonne National Laboratory.

Allí comenzó a estudiar el origen y formación de los átomos de los distintos elementos químicos, en función de la composición de su núcleo. Esa era entonces una de las cuestiones candentes de la ciencia, sobre la que llamaba mucho la atención que hubiera unos “números mágicos” (2, 8, 20, 28, 50, 82 y 126) de nucleones: los átomos que tenían esos números exactos de neutrones y de protones resultaban mucho más estables y abundantes que el resto.

Hasta entonces, en la comunidad científica prevalecía la idea de que el núcleo atómico era como una gota líquida, una mezcla homogénea; sin embargo, Maria Goeppert tenía claro que, dentro del núcleo, los protones y los neutrones se distribuían en capas, según su nivel de energía. Esas capas podrían explicar los números mágicos. Pero algo no acababa de encajar: las fuerzas de repulsión entre esos nucleones son tan elevadas que tal estructura ordenada parecía imposible.

Ella y Fermi debatían una y otra vez sobre el tema, hasta que un día el italiano le dio la pista clave: «¿Has encontrado algún indicio de acoplamiento spin-órbita?». Gracias a su dominio de las matemáticas, Maria Goeppert pudo elaborar inmediatamente una demostración de que así era: el núcleo estaba formado por capas cerradas en las que parejas de neutrones y protones tendían a acoplarse juntos, «como en un vals en el que algunos bailarines giran en un sentido y otros en el contrario», tal y como a ella le gustaba explicar.

Aquella idea, y sobre todo su demostración matemática, le valieron el premio Nobel de Física en 1963. Poco antes, en 1960, por fin había alcanzado un puesto acorde a sus méritos como catedrática en la Universidad de San Diego. Allí, el periódico local, The San Diego Union Tribune, anunció el premio de Maria Goeppert con un titular propio de un extraño suceso: «Una madre de San Diego gana el premio Nobel». El encabezamiento de la noticia continuaba: «La pelirroja profesora universitaria, madre de dos hijos, es la primera mujer residente en Estados Unidos en ganar un premio Nobel de Física y la segunda mujer en la historia». Un titular y un encabezamiento propios de otra época.

Maria Goeppert-Mayer murió en San Diego el 20 de febrero de 1972, después de que un ataque al corazón la dejara en estado de coma el año anterior. Está enterrada en El Camino Memorial Park en San Diego.

Manuel Peinado Lorca