George Kistiakowsky

George Bogdanovich Kistiakowsky nació en Boyarka,^[1] en la Gobernación de Kiev del Imperio ruso (actual Ucrania), el Plantilla:OldStyleDate.^[3][4] Su abuelo, Aleksandr Fedorovych Kistiakovsky, fue profesor de derecho y abogado del Imperio ruso especializado en derecho penal.^[5] Su padre, Bogdan Kistiakovsky, fue profesor de filosofía del derecho en la Universidad de Kiev,^[4] y fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Ucrania en 1919.^[6] Su madre fue Maria Berendshtam, y tuvo un hermano, Alexander, que se convirtió en ornitólogo.^[4] Su tío Ihor Kistiakovsky fue ministro del Interior del Estado Ucraniano.^[6]

Kistiakowsky asistió a escuelas privadas en Kiev y Moscú hasta que estalló la Revolución rusa de 1917. Luego se unió al ejército anticomunista Ejército Blanco. En 1920 escapó de Rusia en un barco francés requisado. Tras pasar por Turquía y el Reino de los Serbios, Croatas y Eslovenos, llegó a la Alemania de Weimar, donde se matriculó en la Universidad de Berlín ese mismo año.^[4]

En 1925 obtuvo su doctorado en química física bajo la dirección de Max Bodenstein, con una tesis sobre la descomposición fotoquímica del monóxido de cloro y el ozono. Posteriormente se convirtió en asistente de posgrado de Bodenstein.^[7][4] Sus dos primeros artículos publicados fueron desarrollos de su tesis, escritos en coautoría con Bodenstein.^[8]

En 1926 viajó a Estados Unidos como becario del International Education Board. Hugh Stott Taylor, otro alumno de Bodenstein,^[9] aceptó la evaluación de Bodenstein y le ofreció un puesto en Princeton. Ese mismo año se casó con una mujer luterana sueca,^[10] Hildegard Moebius.^[4] En 1928 tuvieron una hija, Vera, quien en 1972 se convirtió en la primera mujer nombrada profesora de física en el MIT.^[11]

Cuando su beca de dos años terminó en 1927, obtuvo una plaza como investigador asociado y una beca DuPont. El 25 de octubre de 1928 fue nombrado profesor asociado en Princeton.^[7][4] Taylor y Kistiakowsky publicaron una serie de trabajos juntos.^[8] Animado por Taylor, también publicó una monografía de la American Chemical Society sobre procesos fotoquímicos.^[8][4]

En 1930 se incorporó al profesorado de Harvard, institución con la que permanecería vinculado toda su carrera. Allí sus intereses de investigación incluyeron la termodinámica, la espectroscopía y la cinética química. Se implicó cada vez más como consultor para el gobierno y la industria. En 1933 fue nuevamente nombrado profesor asociado, esta vez en Harvard, y ese mismo año se convirtió en ciudadano estadounidense y fue elegido miembro de la American Academy of Arts and Sciences.^[12]

En 1938 fue nombrado profesor Abbott and James Lawrence de química.^[13] Fue elegido miembro de la National Academy of Sciences al año siguiente.^[14] En 1940 fue elegido miembro de la American Philosophical Society.^[15]

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Previendo un papel ampliado de la ciencia en la Segunda Guerra Mundial, a la que Estados Unidos aún no se había incorporado, el presidente Franklin D. Roosevelt creó el Comité Nacional de Investigación para la Defensa (NDRC) el 27 de junio de 1940, con Vannevar Bush como su presidente. James B. Conant, presidente de Harvard,^[16] fue designado jefe de la División B, responsable de bombas, combustibles, gases y productos químicos. Nombró a Kistiakowsky jefe de la Sección A-1, dedicada a los explosivos.^[17] En junio de 1941, el NDRC fue absorbido por la Office of Scientific Research and Development (OSRD). Bush pasó a ser presidente de la OSRD, Conant lo sucedió como presidente del NDRC, y Kistiakowsky se convirtió en jefe de la Sección B.^[18] En una reorganización en diciembre de 1942, la División B fue disuelta, y él pasó a dirigir la División 8, responsable de explosivos y propelentes, cargo que ocupó hasta febrero de 1944.^[19]

Kistiakowsky no estaba satisfecho con el estado del conocimiento estadounidense sobre explosivos y propelentes.^[20] Conant estableció el Explosives Research Laboratory (ERL) cerca de los laboratorios de la Oficina de Minas en Bruceton, Pennsylvania en octubre de 1940,^[21] y Kistiakowsky supervisó inicialmente sus actividades, realizando visitas ocasionales; sin embargo, Conant no lo nombró formalmente director técnico hasta la primavera de 1941.^[22] Aunque inicialmente limitado por la falta de instalaciones, el ERL creció de cinco miembros en 1941 a un máximo de 162 empleados a tiempo completo en 1945.^[23] Un campo importante de investigación fue el RDX. Este potente explosivo había sido desarrollado por los alemanes antes de la guerra. El desafío consistía en desarrollar un proceso industrial que permitiera producirlo a gran escala. El RDX también se mezclaba con TNT para producir Composition B, ampliamente utilizada en diversas municiones, y Torpex ("explosivo para torpedos"), empleado en torpedos y cargas de profundidad. Las plantas piloto estaban en funcionamiento en mayo de 1942, y la producción a gran escala comenzó en 1943.^[24]

En respuesta a una solicitud especial de un explosivo que pudiera ser introducido clandestinamente a través de los controles japoneses por guerrilleros chinos, Kistiakowsky mezcló HMX, un explosivo no tóxico producido como subproducto del proceso del RDX, con harina para crear "Aunt Jemima", tomando el nombre de una marca de harina para panqueques. Este era un explosivo comestible que podía pasar por harina común, e incluso utilizarse en la cocina.^[25][26]

Además de la investigación sobre explosivos sintéticos como el RDX y el HMX, el ERL investigó las propiedades de las detonaciones y las ondas de choque. Esto se inició como un proyecto de investigación pura, sin aplicaciones inmediatas evidentes. Kistiakowsky visitó Inglaterra en 1941 y nuevamente en 1942, donde se reunió con expertos británicos, incluidos William Penney y Geoffrey Taylor. Cuando Kistiakowsky y Edgar Bright Wilson, Jr. analizaron el estado del conocimiento existente, identificaron varias áreas que requerían mayor investigación. Kistiakowsky comenzó a estudiar el modelo de Chapman–Jouguet,^[27] que describe la forma en que la onda de choque generada por una detonación se propaga.^[28]

En ese momento, la validez del modelo de Chapman–Jouguet aún era incierta, y fue objeto de estudios por parte de John von Neumann en el Princeton Institute for Advanced Study. Kistiakowsky comprendió que las desviaciones de la teoría hidrodinámica se debían a la velocidad de las propias reacciones químicas. Para controlar la reacción, eran necesarios cálculos a nivel de microsegundos.^[27] La Sección 8 se involucró en la investigación de las cargas huecas, cuyo mecanismo fue explicado por Taylor y James L. Tuck en 1943.^[29]

En el Proyecto Manhattan del Laboratorio de Los Álamos, la investigación sobre la implosión había estado avanzando bajo la dirección de Seth Neddermeyer, pero su división había trabajado con cilindros y pequeñas cargas, produciendo únicamente objetos con apariencia de rocas. Su investigación recibió baja prioridad, debido a la expectativa de que el diseño de arma nuclear de tipo cañón funcionaría tanto para el uranio-235 como para el plutonio, por lo que la tecnología de implosión no sería necesaria.^[30]

En septiembre de 1943, el director del laboratorio, Robert Oppenheimer, organizó una visita de von Neumann a Los Álamos para analizar la implosión con una nueva perspectiva. Tras revisar los estudios de Neddermeyer y discutir el asunto con Edward Teller, von Neumann sugirió el uso de explosivos de alta potencia en cargas huecas para implosionar una esfera, demostrando que ello permitiría no solo un ensamblaje más rápido del material fisible que el método de tipo cañón, sino también reducir significativamente la cantidad de material necesario. La perspectiva de armas nucleares más eficientes impresionó a Oppenheimer, Teller y Hans Bethe, pero concluyeron que se necesitaba un experto en explosivos. El nombre de Kistiakowsky fue sugerido de inmediato, y fue incorporado al proyecto como consultor en octubre de 1943.^[30]

Kistiakowsky se mostró inicialmente reacio a participar, "en parte porque", explicó más tarde, "no creía que la bomba estuviera lista a tiempo y estaba interesado en ayudar a ganar la guerra".^[31] En Los Álamos, comenzó a reorganizar el trabajo sobre implosión. Introdujo técnicas como la fotografía y los rayos X para estudiar el comportamiento de las cargas huecas. La primera ya había sido ampliamente utilizada por el ERL, mientras que la segunda había sido descrita en trabajos de Tuck, quien también sugirió el uso de lentes explosivas tridimensionales. Como en otros aspectos del Proyecto Manhattan, la investigación sobre lentes explosivas siguió múltiples líneas simultáneamente, ya que, como señaló Kistiakowsky, era "imposible predecir cuál de estas técnicas básicas sería la más exitosa".^[31]

Kistiakowsky aportó a Los Álamos un conocimiento detallado de los estudios sobre cargas huecas, explosivos como Composition B y los procedimientos utilizados en el ERL en 1942 y 1943. El propio ERL acabaría involucrándose cada vez más en el esfuerzo de implosión; su subdirector Duncan MacDougall asumió también la dirección del Proyecto Q del Manhattan Project.^[32] Kistiakowsky reemplazó a Neddermeyer como jefe de la División E (explosivos) en febrero de 1944.^[30]

El programa de implosión adquirió una nueva urgencia después de que el grupo de Emilio Segrè en Los Álamos verificara que el plutonio producido en los reactores nucleares contenía demasiado plutonio-240, lo que lo hacía inadecuado para un arma de tipo cañón.^[33] Una serie de reuniones de crisis en julio de 1944 concluyó que la única opción viable para un arma de plutonio era la implosión. En agosto, Oppenheimer reorganizó todo el laboratorio para centrarse en ello. Se creó un nuevo grupo de explosivos, la División X, bajo la dirección de Kistiakowsky, encargado de desarrollar las lentes.^[34]

Bajo el liderazgo de Kistiakowsky, la División X diseñó las complejas lentes explosivas necesarias para comprimir el núcleo de plutonio fisible. Estas empleaban dos explosivos con velocidades de detonación significativamente diferentes para producir la forma de onda requerida. Kistiakowsky eligió Baratol como explosivo lento. Tras experimentar con diversos explosivos rápidos, la División X optó por Composition B. El trabajo para moldear los explosivos en la forma adecuada continuó hasta 1945. Las lentes debían ser perfectas, y se desarrollaron técnicas para fundir Composition B y Baratol. El ERL logró esto mediante un procedimiento que permitía preparar el Baratol en una forma fácilmente moldeable.^[35] En marzo de 1945, Kistiakowsky pasó a formar parte del llamado Comité Cowpuncher, encargado de supervisar el esfuerzo de implosión.^[36] El 16 de julio de 1945, presenció la detonación del primer dispositivo en la Trinity test.^[37] Unas semanas después, una bomba de implosión (Fat Man) fue lanzada sobre Nagasaki.^[38]

Además de su trabajo en la implosión, Kistiakowsky contribuyó al esquí en Los Álamos utilizando anillos de explosivos para talar árboles y crear una pista de esquí, lo que llevó a la creación de la Sawyer's Hill Ski Tow Association.^[39] Se divorció de Hildegard en 1942 y se casó con Irma E. Shuler en 1945. Se divorciaron en 1962, y posteriormente se casó con Elaine Mahoney.^[40]