Bruno Pontecorvo (italiano [ponte'korvo] , Bruno Maksímovich Pontecorvo; 22 de agosto de 1913 – 24 de septiembre de 1993) fue un físico nuclear italiano, joven ayudante de Enrico Fermi y autor de estudios numerosos en física de altas energías, especialmente en neutrinos. Comunista convencido, emigró a la Unión Soviética en 1950, donde continuó su búsqueda en la decadencia del muon y sobre los neutrinos. El prestigioso Premio Pontecorvo fue instaurado en su memoria en 1995.
El cuarto de ocho niños de un rica familia ítalo-judía, Pontecorvo estudió física en la Universidad de La Sapienza de Roma, bajo la tutoría de Fermi, convirtiéndose en el más joven de los llamados Chicos de la Vía Panisperna. En 1934, participó en el célebre experimento de Fermi mostrando las propiedades de los neutrones lentos que dirigió el camino hacia el descubrimiento de la fisión nuclear. Se mudó a París en 1934, donde investigó bajo la dirección de Irène y Frédéric Joliot-Curie. Influido por su primo, Emilio Sereni, se sumó a las filas del Partido Comunista Francés, tal y como también hicieron sus hermanas Giuliana y Laura y su hermano Gillo. Las leyes raciales del régimen fascista italiano de 1938 contra los judíos obligaron a su familia a dejar Italia, emigrando a Gran Bretaña, Francia y Estados Unidos.
Cuándo el Ejército alemán se acerca a París durante la Segunda Guerra Mundial, Pontecorvo, su hermano Gillo, su primo Emilio Sereni y Salvador Luria huyeron de la ciudad en bicicleta. Finalmente logró llegar a Tulsa, Oklahoma, donde aplicó sus conocimientos de física nuclear a la prospección petrolífera y a la búsqueda de minerales. En 1943, se une al equipo del programa británico Tube Alloys en el Laboratorio de Montreal, Canadá. Ello formaba parte del Proyecto Manhattan para el desarrollo de las primeras bombas atómicas. En los Laboratorios de Chalk River, trabajó en el diseño del reactor nuclear ZEEP, el primer reactor exterior de los Estados Unidos, que alcanzó el estado de criticidad en 1945, seguido por el reactor NRX en 1947. También observó los rayos cósmicos, la decadencia de muones, y el tema que se convertiría en su obsesión, los neutrinos. Se muda a Gran Bretaña en 1949, donde trabajó para el Atomic Energy Research Establishment en Harwell.
Después de su deserción a la Unión Soviética en 1950, trabajó en el Instituto Central de Investigaciones Nucleares (JINR) en Dubná. Propuso la utilización de cloro para detectar neutrinos. En un artículo de 1959, defendió que el neutrino electrónico (νe) y el neutrino muónico (νμ) eran partículas diferentes. Los neutrinos solares fueron detectados por el Experimento Homestake (Homestake experiment), pero solo entre un tercio y un medio del número pronosticado. En respuesta a este problema de los neutrinos solares, propuso un fenómeno conocido como la oscilación de neutrinos, por el cual neutrinos electrónicos mutaban hacia neutrinos muónicos. La existencia de dichas oscilaciones fue finalmente establecida por el experimento Super-Kamiokande en 1998. También pronosticó en 1958 que las supernovas producirían explosiones intensas de neutrinos, lo cual fue confirmado en 1987 cuando la Supernova SN 1987A fue observada por detectores de neutrino.
Educación y vida tempranas derecha|miniaturadeimagen| Enrico Fermi y los chicos de la Vía Panisperna en el patio del instituto de Física de Universidad de Roma en Vía Panisperna, aproximadamente 1934. De izquierda a derecha: Oscar D'Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti y Enrico Fermi. Falta Ettore Majorana. Bruno Pontecorvo tomó la fotografía. Pontecorvo nació el 22 de agosto en Marina di Pisa, el cuarto de ocho niños de Massimo Pontecorvo y su mujer Maria née Maroni. Su hermano mayor Guido, quién nació en 1907, se hizo genetista. Su hermano Paolo, quién nació en 1909, se hizo ingeniero y trabajó sobre los radares durante Segunda Guerra Mundial. Su hermana mayor, Giuliana, nació en 1911. Su hermano menor Gillo nació en 1919, y es más conocido como el director de La Batalla de Argel. También tuvo dos hermanas más jóvenes; Laura, nacida en 1921, y Anna, nacida en 1924, y un hermano más joven, Giovanni, nacido en 1926. La suya era una familia italiana rica; Massimo poseyó tres fábricas textiles que emplean encima 1,000 personas. Massimo era judío pero no practicante; Maria era protestante y miembro de la Iglesia Evangélica Valdense.
Accedió la Universidad de Pisa para estudiar ingeniería, pero después de dos años decidió cambiar a física, en 1931. Por consejo de su hermano Guido, decide estudiar en la Universidad de La Sapienza de Roma, donde Enrico Fermi había reunido junto un grupo de jóvenes y prometedores científicos conocidos como Los chicos de la Vía Panisperna, proveniente del nombre de la calle donde por aquel entonces se situaba el Instituto de Física de la Universidad de Roma La Sapienza. A la edad de 18, fue admitido al tercer año de Físicas. Fermi describió a Pontecorvo como "científicamente uno de los hombres más brillantes con quien he entrado en contacto durante mi carrera científica". Al convertirse en su miembro más joven, el grupo lo apodó Cucciolo, lo cual significa "cachorrito".
En 1934, Pontecorvo contribuyó al experimento famoso de Fermi mostrando las propiedades de los neutrones lentos, que abrió al descubrimiento de la fisión nuclear. El nombre de Pontecorvo estuvo incluido en la patente (a nombre de Los chicos de la Vía Panisperna) "para aumentar la producción de radiactividad artificial con bombardeo de neutrones". Fue nombrado ayudante temporal en el Instituto Real de Físicas el 1 de noviembre de 1934 y en la Universidad de Roma, y el 7 de noviembre fue apuntado como coautor, junto con Fermi y Rasetti, de un informe (que marcó un hito) sobre neutrones lentos, el cual informó que el hidrógeno frenaba los neutrones más que los elementos pesados, y que los neutrones lentos eran más fácilmente absorbidos. Fue concedida una patente italiana para este proceso en octubre de 1935, a nombre de Fermi, Pontecorvo, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti y Emilio Segrè. EE. UU. concedió una patente el 2 de julio de 1940.. The US patent was .
Carrera temprana En febrero de 1936, Pontecorvo deja Italia y se traslada a París para trabajar en el laboratorio de Irène y Frédéric Joliot-Curie en el Collège de Francia con una beca de un año para estudiar los efectos de colisiones de neutrones con protones y las transiciones electromagnéticas entre isómeros. Durante este periodo, influido por su primo, Emilio Sereni, adopta los ideales de comunismo al cual permanece fiel para el resto de su vida. Empieza su relación con Helene Marianne Nordblom, una mujer sueca que trabajaba en París como niñera. Debido tal vez a su relación con Marianne, a que ya se hallaba concentrado en su trabajo sobre isómeros, o al deterioro de la situación política en Italia, rechaza una oportunidad en 1937 para solicitar una posición de Profesor Titular en la Universidad de Roma, para quedarse en París.
Marianne se trasladó con Pontecorvo al Hôtel des Grands Hommes en el Sitio du Panthéon el 4 de enero de 1938. Su hijo, Gil, nació el 30 de julio. Su visado expiró, y tuvo que regresar a Suecia en septiembre. Pontecorvo la acompañó, dejando a Gil en una enfermería residencial en París. Regresando sólo a París, cenó con Manne Siegbahn y conoció a Niels Bohr y Lisa Meitner el 12 de octubre de 1938. Pontecorvo era ahora incapaz de regresar a Italia debido a las leyes raciales del régimen fascista italiano contra los judíos. Esto causó la ruptura de Los chicos de la Vía Panisperna, con Fermi emigrando a los Estados Unidos. La familia de Pontecorvo también se dispersó: Guido se trasladó a Gran Bretaña en 1938, seguido por Giovanni, Laura y Anna en 1939, mientras Gillo se unió Pontecorvo en París.
Trabajó en colaboración con el físico francés André Lazard en el laboratorio de los Joliot-Curie en Ivry-sur-Seine, donde Pontecorvo descubrió lo que Frédéric Joliot-Curie llamó "fosforescencia nuclear"; la emisión de rayos X cuándo los neutrones y protones son excitados y regresan a su estado fundamental. También descubre que algunos isómeros no cambian a otros elementos con decaimiento radiactivo. Esto expandió el alcance de su uso en aplicaciones médicas. Por esta investigación rompedora, Pontecorvo recibe una beca Curie-Carnegie y financiación para su trabajo del Centro Nacional para la Investigación Científica francés.
Segunda Guerra Mundial
Huida de Francia En junio de 1939, Pontecorvo solicitó un visado para visitar Suecia, pero fue rechazada. El 23 de agosto, llegó la noticia de la firma del Pacto de Mólotov–Ribbentrop. Se alista en el Partido Comunista Francés al día siguiente como una reafirmación de su fe personal en la Unión Soviética. Marianne lo reencuentra en París el 6 de septiembre de 1939, tres días después de la declaración de guerra británica y francesa a Alemania, en respuesta a la invasión alemana de Polonia, suceso que marcó el inicio de la Segunda Guerra Mundial en Europa. Se casaron el 9 de enero de 1940.
Cuando los alemanes se acercaron a la ciudad en mayo de 1940, decidieron abandonar París. A pesar de que Reino Unido ofreció refugio a científicos nucleares franceses, incluyendo a Hans von Halban y Lew Kowarski, rechazaron a Pontecorvo por "indeseable". Afortunadamente, Segrè había recibido una oferta de empleo en Tulsa, Oklahoma, para dos europeos expatriados que buscaban a un experto en física de neutrones. Segrè había rechazado la oferta — ya tenía un buen trabajo en la Universidad de California — pero recomendó a Pontecorvo para el puesto.
El 2 de junio de 1940, deja a Marianne y Gil junto a sus bienes materiales en un tren hacia Toulouse, donde su hermana Giuliana vivía con su marido, Duccio Tabet. El 13 de junio, justo la víspera de la entrada de los alemanes en París, Pontecorvo, su hermano Gillo, su primo Emilio Sereni y Salvador Luria huyeron hacia Toulouse en bicicletas. Les llevó diez días alcanzar Toulouse. Luria fue a Marsella, de donde finalmente marchó a los Estados Unidos. Pontecorvo, Marianna, Gil, Giuliana y Tabet tomaron un tren que los llevó a Lisboa vía Madrid el 19 de julio de 1940. Ambas mujeres estaban embarazadas. Marianne tuvo un aborto espontáneo, por lo que tenía dificultades para viajar, pero el 9 de agosto subieron a bordo del Quanza, que trasportaba refugiados a los Estados Unidos. Ambas mujeres sufrieron fuertes mareos durante el viaje. El 19 de agosto de 1940, el barco alcanzó la Ciudad de Nueva York, donde se quedaron con su hermano Paolo. En este tiempo, visitó a Fermi en su casa nueva en Leonia, New Jersey.
Prospectando en Oklahoma En Tulsa, Pontecorvo comenzó a trabajar para dos expatriados europeos, Jakov "Jake" Neufeld y Serge Alexándrovich Scherbátskoy, quienes habían fundado una compañía llamada Well Surveys con los fondos de Standard Oil. Su idea era aplicar la física nuclear a la búsqueda de minerales. Un dispositivo de rayos gamma había tenido éxito analizando afloramientos rocosos. Inspirado en el trabajo hecho en Italia y Francia, razonó que los neutrones, siendo partículas sin carga eléctrica, podrían ser capaces de detectar elementos diferentes bajo la superficie induciendo radiactividad en las rocas. Con Pontecorvo, tuvieron el experto que necesitaban.
Pontecorvo creó una fuente de neutrones que empleaba radio y berilio, como el que tuvieron Los chicos de la Vía Panisperna, con cera de parafina como moderador de neutrones, y midió la absorción de los diferentes minerales utilizando los métodos desarrollados por Fermi y Amaldi. En junio de 1941, tenía un dispositivo que podía diferenciar shale, caliza y arenisca, y que mapeaba las transiciones entre ellos. La técnica puede ser considerada la primera aplicación práctica del descubrimiento de los neutrones lentos, y todavía seguiría en uso hasta décadas más tarde en la técnica conocida como "well logging". Registró cuatro patentes relativas a su instrumentación.. The patents were: , , and .