Superman y el análisis espectral

Por Claudio H. Sánchez (*)

En la película "Superman III" el villano, interpretado por Richard Pryor, quiere matar a Superman. Para eso necesita kriptonita verde y, como no la tiene, decide fabricarla artificialmente. Para conocer la composición de la kriptonita, programa un satélite para que dispare un láser sobre un fragmento de kriptonita que flota en el espacio exterior, cerca de donde estalló el planeta Kriptón. Analizando el destello de luz que emite el fragmento al explotar, una computadora obtiene la fórmula buscada. Este procedimiento es completamente verosímil y se conoce como espectroscopia o análisis espectral.

Cuando una sustancia cualquiera es llevada a la incandescencia, por efecto del calor o por una chispa eléctrica, la luz que emite es una mezcla de distintos colores que pueden separarse mediante un prisma. Estos colores dependen de los elementos químicos presentes en la sustancia. Si, por ejemplo, hacemos este experimento con sal de cocina (cloruro de sodio) en la luz emitida habrá una familia de luces de colores asociada al cloro y otra familia asociada al sodio. Como una huella digital, cada elemento lleva asociada una familia de colores que es única y exclusiva de ese elemento.

Durante el siglo XIX los químicos sometieron a esta técnica todos los elementos químicos conocidos y obtuvieron un catálogo de elementos con sus respectivas familias de colores asociadas. Cada vez que tropezaban con alguna sustancia desconocida, comparaban la familia de luces de colores emitida por la sustancia con las familias del catálogo. Así podían conocer los elementos presentes en esa sustancia.

Ocasionalmente, los químicos encontraban en la sustancia algún color que no aparecía en el catálogo de elementos conocidos. Eso significaba que en esa sustancia había un elemento nuevo, aún no descubierto. Aplicando esta técnica se descubrieron muchos nuevos elementos, como el rubidio, el cesio, el galio o el indio. La espectroscopia se desarrolló entre los siglos XVIII y XIX pero no fue completamente comprendida hasta 1905 cuando el físico danés Niels Bohr ideó un modelo de átomo que combinaba conceptos de física clásica con física cuántica. Entre otras cosas, este modelo explicaba el carácter único y exclusivo de los colores emitidos por un elemento químico llevado a la incandescencia.

La espectroscopia refutó una célebre afirmación del filósofo francés Augusto Comte que, a mediados del siglo XIX, dijo que había cosas que están fuera del alcance de nuestro conocimiento, y que siempre lo estarán. Ponía como ejemplo la composición de las estrellas: nunca, decía, sabremos de qué están hechas las estrellas porque están tan lejos que nunca nadie podrá ir a una y traer una muestra para analizarla. Ahora sabemos que no es necesario ir hasta una estrella para conocer su composición. Podemos hacerlo analizando la luz que nos llega de ellas.

En 1868 el francés Pierre Janssen y el inglés Norman Lockyer analizaron la luz solar durante un eclipse y encontraron líneas de color que no correspondían a ningún elemento conocido. Dedujeron correctamente que se encontraban ante un nuevo elemento y lo bautizaron helio, por el dios griego que representaba al sol: Helios. Fue el primer elemento (y, hasta ahora, el único) descubierto en el espacio exterior antes que en la Tierra. Más tarde, en 1895, el helio fue encontrado en nuestro planeta, en yacimientos de gas natural. Comte había muerto en 1857.

(*) Docente y divulgador científico.