Yvette Cauchois, de la espectroscopía de rayos X a la utilización del sincrotrón

El espectrómetro Cauchois poseía la triple ventaja de ser altamente luminoso, tener una alta resolución y ser fácil de manipular.

Christiane Bonnelle
Exposición: Investigadoras en la Luz
y las Tecnologías de la Luz.

Yvette Cauchois nació el 19 de diciembre de 1908. Desde pequeña estuvo interesada por la ciencia. Realizó sus estudios de pregrado en la Sorbona donde obtuvo su título en ciencias físicas en julio de 1928. Entró a trabajar inmediatamente en el Laboratorio de Química Física de esta universidad dirigido por Jean Perrin, Premio Nobel de Física en 1926. Tras obtener un Diploma de Estudios Superiores sobre la fluorescencia de soluciones, Cauchois se dedicó a la espectroscopía de rayos X.

Recordemos que los rayos X fueron descubiertos en 1895 por Wilhelm Conrad Röntgen (Premio Nobel de Física en 1901 «por el descubrimiento de los remarcables rayos que llevan su nombre») mientras investigaba la fluorescencia violeta producida por los rayos catódicos. Los primeros avances de la espectroscopía de rayos X datan de principios de la década de 1910. En 1912, Max von Laue observó que los rayos X eran difractados por cristales; obtuvo el Premio Nobel de Física en 1914 precisamente «por su descubrimiento de la difracción de los rayos X causada por cristales y por un paso importante en el desarrollo de la espectroscopia de los rayos X». En 1913, William Lawrence Bragg estableció la ley que lleva su nombre y que permite estudiar las direcciones en las que la difracción de rayos X sobre la superficie de un cristal produce interferencias. En 1915 este físico recibió el Premio Nobel de Física junto a su padre, William Henry Bragg, «por sus estudios en el análisis de la estructura cristalina por medio de los rayos X y por un importante paso en el desarrollo de la cristalografía de rayos X».

Pero volvamos a nuestra protagonista. En julio de 1933, Yvette Cauchois defendió su tesis doctoral Extension de la spectroscopie des rayons X. Spectrographe à focalisation par cristal courbé ; spectre d’émission X des gaz. 

De izquierda a derecha: Gheorghe Manu, Marie Curie, Jean Perrin, Yvette Cauchois, Horia Hulubei.
Detrás: Charles Mauguin. París, 1933. Imagen: Bogdan Constantinescu.

En su tesis, Cauchois establecía los principios fundamentales de un nuevo espectrómetro de rayos X; la cita que abre este texto se refiere precisamente a él. En este espectrómetro, los rayos X se reflejan en las caras de una lámina cristalina (de mica o yeso) curvada en forma cilíndrica. Esta técnica permite utilizar el área total de un cristal para cumplir las condiciones de la ley de Bragg. En 1934, usando este espectrómetro, Cauchois fue la primera persona en observar espectros de emisión de gases. Numerosos laboratorios especializados de Europa, Estados Unidos, Japón y Australia se interesaron por ​​esta nueva técnica que, utilizada para el análisis de rayos X y rayos gamma, llevó al desarrollo en la física de radiaciones en estas regiones espectrales.

En 1937, Cauchois fue promovida a investigadora ayudante en el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS), después a investigadora titular, y en enero de 1938 fue nombrada Jefa del Laboratorio de Química Física en la Sorbona.

A partir de 1937 Cauchois empezó a colaborar con el físico nuclear Horia Hulubei con el objetivo de descubrir nuevos elementos químicos. En 1939, experimentando con una muestra de tantalita sometida a su espectrómetro, pensaron haber encontrado un nuevo elemento químico de número atómico 93: lo denominaron Sequanium.

Fragmento de la nota “Existence probable de l´’élément 93 à l’état naturel” de Horia Hulubei e Yvette Cauchois
(Comptes rendus, 1938). Fuente: Gallica.

Pero no podía ser; el elemento 93 se obtiene artificialmente, aunque se ha encontrado uno de sus isótopos en minas de uranio, pero en cantidades muy pequeñas. Fue sintetizado en 1940 por Edwin Mattison McMillan y Philip Hauge Abelson bombardeando uranio con deuterones de gran velocidad. El elemento 93 terminó denominándose neptunio.

Aplicando este espectrómetro a productos de desintegración del radón, Cauchois y Hulubei también encontraron líneas espectrales no identificadas de un elemento de número atómico 85, que denominaron Dor (el elemento 85 es el astato). Igualmente, creyeron haber descubierto el elemento 87 (el elemento 87 es el francio, descubierto en 1939 por Marguerite Perey), que denominaron Moldavio. Más adelante se comprobó que aquellas líneas espectrales no pertenecían a nuevos elementos.

Al estallar la Segunda Guerra Mundial, en 1940, Jean Perrin huyó a los Estados Unidos. El físico Louis Dunoyer de Segonzac obtuvo la cátedra de Perrin en 1941, decisión que provocó una gran controversia. Cauchois pasó a trabajar como Jefa de Estudios del Laboratorio de Química Física. En 1945, consiguió un puesto de profesora titular en la Sorbona y finalmente obtuvo la Cátedra de Química Física de Jean Perrin en 1953, sustituyendo a Edmond Bauer (quien había reemplazado a Louis Dunoyer de Segonzac en 1945, tras su destitución al finalizar la guerra).

Entre 1933 y 1952, Yvette Cauchois aplicó la espectroscopía de rayos X en el estudio de átomos, elementos radiactivos y la estructura electrónica de los materiales. 

Noveno Congreso Solvay de Física (Bruselas, 1951). De izquierda a derecha. Sentados: Crussaro, Allen,
Yvette Cauchois, Borelius, Bragg, Moller, Sietz, Hollomon, Frank. Fila intermedia: Rathenau, Koster,
Rudberg, Flamache, Goche, Groven, Orowan, Burgers, Shockley, Guinier, Smith, Dehlinger, Laval, Henriot.
Última fila: Gaspart, Lomer, Cottrell, Homes, Curien. Imagen: Wikimedia Commons.

A partir de 1962, Yvette Cauchois fue la primera persona en Europa en realizar experimentos de espectroscopía usando radiación de sincrotrón. Comenzó en el acelerador circular del Laboratori Nazionali di Frascati (Italia). En 1963, bajo su dirección, Christiane Bonnelle obtuvo los primeros espectros de rayos X sobre un sincrotrón en este laboratorio italiano. A principios de los años 1970, Cauchois continuó su investigación en el sincrotrón del Laboratoire pour l’utilisation du rayonnement électromagnétique en Orsay.

También se interesó por la radiación X cósmica; en 1970 consiguió realizar imágenes en rayos X del Sol.

Yvette Cauchois recibió numerosos reconocimientos a lo largo de su carrera, tanto académicos como institucionales. Con más de doscientas publicaciones científicas, permaneció activa en su laboratorio hasta 1992. Falleció el 19 de noviembre de 1999 a causa de una bronquitis.

Referencias

Sobre la autora

Marta Macho Stadler es doctora en matemáticas, profesora del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaboradora en ::ZTFNews y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

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