Datos de Satyendranath Bose


Satyendranath Bose (1894-1974) fue una figura importante en el desarrollo de la estadística cuántica y la física teórica. Albert Einstein construyó sobre sus ideas para desarrollar un sistema de mecánica cuántica que se conoció como la estadística de Bose-Einstein. Los bosones, partículas subatómicas de masa finita estudiadas en la física cuántica, fueron nombradas en su honor.

Satyendranath nació en Calcuta, India, el 1 de enero de 1894, de Surendranath Bose y Amodini Raichaudhuri. Como hijo único y mayor de siete hijos, Bose fue criado cómodamente como miembro de la casta Kayastha. Su padre, un contador del departamento de ingeniería ejecutiva de los Ferrocarriles de la India Oriental, fue más tarde el fundador de la Fábrica Química y Farmacéutica de la India. Su madre tenía poca educación formal pero era capaz de manejar una familia numerosa. Su educación primaria comenzó en la escuela local de lengua inglesa establecida por los británicos durante el período colonial en la India. Cuando los británicos decidieron dividir la provincia de Bengala en dos unidades administrativas en 1907, su padre trasladó a Bose a una escuela de lengua bengalí

la escuela secundaria. Allí fue alentado en su interés por la ciencia por su director y su profesor de matemáticas.

Creó una teoría innovadora para las estadísticas cuánticas

Bose se convirtió en un lector de física en la recién creada Universidad de Dacca en Bengala Oriental en 1921. Se centró en las estadísticas de los fotones, un quantum de energía electromagnética que no tiene carga ni masa pero que transporta energía, como la luz y los rayos X, tanto en forma de ondas como de partículas. Para entonces ya había estudiado la teoría de Planck sobre la radiación de calor. Se interesó en la fórmula de radiación de Planck, la expresión que da la distribución de la energía en la radiación de un cuerpo negro. Bose comentó en una entrevista con el físico americano William A. Blanpied en el American Journal of Physics, que había “pasado muchas noches sin dormir” contemplando la ley de Planck. Finalmente, mientras daba una clase, pensó en una nueva teoría para las matemáticas cuánticas. Para 1923, había escrito “La Ley de Planck y la Hipótesis de los Cuantos de Luz”, pero no pudo publicarla. Bose fue capaz de justificar la propuesta de Einstein de que la radiación electromagnética tenía una estructura atómica compuesta por una cantidad mensurable, o cuántica, de energía electromagnética. Incluso Einstein había sido incapaz de probar su propia teoría.

El tema del trabajo de Bose fue cómo derivar la ley de radiación del cuerpo negro de Planck, en la que el cuerpo negro es un cuerpo ideal teórico que absorbe toda la radiación y no refleja ninguna. La ecuación de Planck describe la distribución de la energía espectral de tal cuerpo. El documento de Einstein de 1905 cuestionaba la suposición de Planck de que su ley podía aplicarse ad hoc a la electrodinámica clásica (una disciplina que se ocupa de la interrelación de las corrientes eléctricas y de otro tipo y de los imanes). En el enfoque termodinámico de Einstein, la estructura cuántica de la radiación electromagnética podía verse como un gas ordinario y su estructura atómica. Sin referencia a la electrodinámica clásica, Bose utilizó un enfoque de espacio de fase que trataba la radiación como un gas ideal para demostrar que el modelo de Einstein era coherente con la ley de Planck. Esto, en última instancia, señaló el camino para futuros desarrollos en electrodinámica. Debido a que su formación era en matemáticas, Bose no pudo ver las ramificaciones de gran alcance que su trabajo tenía en el campo de la física, especialmente en las áreas de electrodinámica y gases cuánticos. Como resultado, no ganó el prestigio que tuvieron Einstein y Planck.

Bose y Einstein

Aunque su papel sólo tenía cuatro páginas, tuvo consecuencias de gran alcance. De hecho, fue su mayor contribución a la ciencia. Aislado en la India e incapaz de publicar su trabajo, Bose se dirigió a Albert Einstein y le pidió que examinara su trabajo y viera si podía ayudar. Aunque nunca había conocido a Bose, Einstein quedó impresionado. El trabajo fue traducido al alemán y Einstein usó su considerable influencia para que lo publicaran en 1924 en Zeitschrift fur Physik. Einstein declaró en la revista: “En mi opinión, la derivación de Bose de la fórmula de Planck significa un importante avance. El método utilizado también da lugar a la teoría cuántica del gas ideal, como lo haré en detalle en otro lugar.” Este artículo y el apoyo de Einstein establecieron el lugar de Bose en el mundo de la física. Le permitió obtener un permiso remunerado de dos años en la Universidad de Dacca para estudiar en Francia, donde conoció a Langevin, Madame Curie y los de Broglies y en Alemania donde escuchó las charlas de Max Born sobre la nueva mecánica cuántica. En 1925, Bose pudo reunirse brevemente con Einstein. Tenía la esperanza de trabajar estrechamente con Einstein, pero eso nunca se materializó. Einstein continuó construyendo sobre el trabajo de Bose y desarrolló la base de las estadísticas de Bose-Einstein. Este enfoque de la física cuántica fue el primero de dos enfoques para determinar la distribución de ciertas partículas subatómicas entre los diversos valores de energía posibles. Dependiendo del enfoque utilizado, las partículas que se adhieren a estas leyes matemáticas se conocen como bosones—nombrados por Bose—o fermiones, nombrados por Enrico Fermi.

Líder científico revertido en la India

Bose regresó a Dacca en 1926 como profesor y jefe del departamento de física. Se dedicó a la enseñanza y fue nombrado profesor de física Khaira en la Universidad de Calcuta en 1945. Sus estudiantes lo consideraban un profesor inspirador y su habilidad para dar conferencias sin notas era legendaria. Esta fue una habilidad que desarrolló de joven debido a su mala visión. Bose se convirtió en el decano de la Facultad de Ciencias de 1952 a 1956. Dejó Calcuta para convertirse en vicerrector de la Universidad de Visva-Bharati en Bengala Occidental, y sirvió en esta posición durante tres años. Bose fue presidente del Instituto Nacional de Ciencias de la India en 1949-1950. También fundó la Asociación Científica de Bengala en 1948. Esta organización se dedicó a popularizar la ciencia en su idioma nativo.

Nacionalista indio

Padma Vibhushan, o profesor nacional de la India del gobierno de la India en 1958. Ese mismo año, fue elegido miembro de la Sociedad Real Británica. Entre 1918 y 1956, Bose publicó sólo veintiséis artículos científicos originales, la mayoría de los cuales trataban de estadísticas matemáticas, propiedades electromagnéticas de la ionosfera, cristalografía de rayos X, termoluminiscencia y la teoría del campo unificado. Amaba la poesía, que podía leer y recitar con fluidez en bengalí, inglés, francés y sánscrito. Fue miembro del renacimiento cultural bengalí, presidido por Rabindranath Tagore, durante toda su vida adulta. Bose murió en Calcuta, el 4 de febrero de 1974, a la edad de ochenta años. Jagadish Sharma, que estudió física bajo su tutela, comentó en Physics Today que su ascenso a “las más altas esferas de la ciencia” debe ser visto en el contexto de una India que estaba gobernada por Gran Bretaña y que ofrecía pocas oportunidades en la ciencia para el indio nativo.

Más información sobre Satyendranath Bose

Notable Twentieth-Century Scientists, editado por Emily J. McMurray, Gale Research Inc., 1995.


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