Cómo C.V. Raman descubrió por qué la luz cambia de color y cambió la ciencia para siempre

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Chandrasekhara Venkata Raman no se limitó a estudiar la luz. Lo hizo hablar.

En 1930, este físico indio trajo a casa el Premio Nobel de Física. Fue la primera vez que un científico asiático ganó en ciencias. El premio no fue para una nueva máquina o un nuevo elemento. Fue por un cambio sutil en el comportamiento de la luz. Cuando la luz atraviesa un material transparente, parte de ella se dispersa y cambia de color. Este es el efecto Raman.

Suena simple ahora. En aquel entonces, fue una revolución.

El trabajo de Raman brindó a los científicos una forma de ver las huellas dactilares de las moléculas. No se necesita un acelerador de partículas masivo para usarlo hoy. Sólo necesitas un láser y un detector. Se utiliza en todo, desde productos farmacéuticos hasta conservación de arte. Pero antes de eso, había que entender al hombre detrás del descubrimiento.

De estudiante a funcionario

Raman nació en 1888 en Trichinopoly, ahora Tiruchirappalli. Provenía de una familia tamil brahmán. Su padre enseñaba física y matemáticas. Eso importa. Significaba que el joven C.V. Raman habló de ciencia en su conversación durante la cena.

Se movió rápido. Terminó la escuela secundaria a los 11 años. A los 13, ingresó al Presidency College en Madrás. A los 18 años ya tenía una maestría en física. Incluso publicó su primer artículo cuando aún era estudiante. Apareció en Revista Filosófica. Fue el primer artículo de su universidad que apareció en una revista internacional.

Pero los empleos para los científicos en la India británica eran escasos. Así, en 1907, se incorporó a la función pública. Trabajó en el Servicio Financiero Indio en Calcuta. Fue un trabajo de escritorio. Un trabajo de escritorio aburrido, según la mayoría de los estándares.

No se detuvo.

Mientras completaba hojas de cálculo, investigó la difracción de la luz y la física de los instrumentos musicales. Lo hizo en la Asociación India para el Cultivo de la Ciencia (IACS). Su trabajo paralelo llamó la atención. En 1917 abandonó el servicio financiero. Se convirtió en profesor en la Facultad de Ciencias Rajabazar de la Universidad de Calcuta.

También fundó la Indian Journal of Physics en 1926. Construyó la infraestructura para la ciencia india.

El Mar Azul y el Cielo

El camino hacia el Premio Nobel empezó con unas vacaciones.

En 1921, Raman viajó a Inglaterra. Pasó por el Mediterráneo. Notó algo extraño. El mar era de un azul intenso y profundo. El cielo era de un tono más claro.

Los científicos en ese momento dijeron que el color del océano provenía del reflejo del cielo. Raman no se lo tragó.

Realizó experimentos con luz polarizada. Demostró que el agua misma estaba dispersando la luz. No era un espejo. Fueron moléculas. Refinó la explicación de por qué el mar se ve azul. Cambió la forma en que vemos la óptica.

Este viaje preparó el escenario para su verdadero avance. Ya estaba pensando en cómo interactúa la luz con la materia. Publicó Difracción molecular de la luz en 1922. Fue el primero de muchos estudios sobre la luz dispersa.

El efecto Raman explicado

En 1928, Raman y su alumno K.S. Krishnan hizo el descubrimiento.

Pasaron luz monocromática (una sola longitud de onda) a través de un material transparente. La mayor parte de la luz pasó sin cambios. Pero una pequeña porción se dispersó.

Aquí está la clave. La luz dispersada cambió su longitud de onda.

Este cambio se produjo porque las moléculas de luz interactuaron con las moléculas del material. Absorbieron o transfirieron energía. La luz perdió o ganó un poco de energía. Ese cambio de energía significó un cambio de color.

Raman lo llamó “Una nueva radiación”. Fue publicado en el Indian Journal of Physics.

Este fenómeno ahora se llama dispersión Raman. Es el resultado del efecto Raman.

¿Por qué importa? Porque cada molécula tiene una firma única. Si iluminas una sustancia y mides el cambio, sabrás cuál es esa sustancia. Es no destructivo. Es preciso. Se convirtió en una herramienta fundamental en espectroscopia.

Más allá del Nobel

El nombre de Raman está ligado a la física. Pero su trabajo abarcó varios campos.

Miró la acústica. Analizó instrumentos clásicos indios como la tabla y la veena. Explicó cómo su diseño produjo matices armónicos. Dio la ciencia a la tradición.

Miró la cristalografía. Estudió dinámica reticular. Esto describe cómo los átomos vibran dentro de los sólidos. Avanzó en la comprensión de los fonones. Estas son unidades cuantificadas de vibración. Fue clave para la física del estado sólido.

También desarrolló la teoría Raman-Nath con el físico N.S. Nagendra Nath. Publicado entre 1935 y 1936, explicaba cómo se difracta la luz al pasar a través de ondas ultrasónicas. Este principio ayuda ahora en los dispositivos acústico-ópticos.

Un legado basado en la tutoría

Raman fue nombrado caballero en 1929. Ganó la Medalla Hughes y la Medalla Franklin. En 1954 recibió el Bharat Ratna. El honor civil más alto de la India.

Pero su mayor don quizás haya sido la gente a la que entrenó.

En 1933 se trasladó a Bangalore. Dirigió el departamento de física del Instituto Indio de Ciencias (IISc). Amplió los programas de investigación. Fue mentor de futuros gigantes.

Homi J. Bhabha estudió con él. Vikram Sarabhai estudió con él.

El sobrino de Raman, Subrahmanyan Chandrasekhar, también recibió su influencia. Chandrasekhar pasó un tiempo en el laboratorio de Raman. Debatieron los aspectos teóricos del efecto Raman. Chandrasekhar pasó a estudiar la evolución estelar. Ganó el Premio Nobel en 1983.

Raman fundó la Academia de Ciencias de la India en 1934. Después de retirarse del IISc, fundó el Instituto de Investigación Raman (RRI) en 1948. Se desempeñó como su director hasta su muerte.

Murió el 21 de noviembre de 1970 en Bangalore.

India celebra ahora el Día Nacional de la Ciencia el 28 de febrero. Marca el descubrimiento del efecto Raman. La fecha no es aleatoria. Rinde homenaje al día en que el mundo se dio cuenta de que la luz podía cambiar su tono.

Raman demostró que no se necesita un laboratorio perfecto para cambiar la ciencia. Sólo necesitas curiosidad. Y la voluntad de mirar el mar y cuestionar lo que ves.