L'atac nord-americà de Doolittle contra el Japó va canviar el corrent de la Segona Guerra Mundial

Fa 80 anys: el Doolittle Raid va marcar el dia que sabíem que podríem guanyar la Segona Guerra Mundial.

Com a patriòtic nord-americà, durant els propers anys, hauríeu d'honorar i recordar, amb un orgull justificat, el 80è aniversari de molts esdeveniments importants de la Segona Guerra Mundial.

La primera d'aquestes fites memorables està gairebé a punt. El 18 d'abril de 1942, Doolittle Raid contra Japó no va ser una de les grans batalles de la guerra. Però, l'efecte que va tenir sobre el resultat de la guerra va ser incalculable.

En els pocs mesos posteriors a l'atac sorpresa japonès del 7 de desembre de 1941 a Pearl Harbor , el públic nord-americà estava en un estat de xoc i depressió. La nació havia estat sacsejada involuntàriament a la Segona Guerra Mundial i tenia set de venjança, però, en canvi, havia estat testimoni d'una sèrie contínua de desastres. Molts nord-americans temien que la guerra es pogués perdre.

Més informació sobre l'atac a Pearl Harbor: les conseqüències de l'atac de Pearl Harbor, segons va explicar l'oficial retirat de la Força Aèria Perry Smith

Els japonesos havien envaït i ara controlaven la major part del Pacífic occidental. Les possessions americanes de l'illa Wake i Guam, i el pitjor de tot, les Filipines, havien caigut en l'embat. Vam veure horroritzats com els britànics perdien Hong Kong i Singapur, i els japonesos avançaven cap al nord d'Austràlia i van començar a bombardejar els australians.

Les coses anaven tan dolentes a l'Atlàntic com els submarins alemanys tenien un dia de camp, torpedejant vaixells mercants nord-americans a poques milles de la costa de Maine a Florida . Els ciutadans de la costa van poder veure les restes en flames dels vaixells en flames. Faltava encara un any per fer una guerra antisubmarina efectiva.

Amèrica necessitava desesperadament alguna cosa per inspirar esperança. Enmig d'aquesta atmosfera de tristesa, el president Franklin Roosevelt i l'alt comandament nord-americà van idear un pla d'audàcia sorprenent, gairebé fins al punt de la temeritat. Aquesta esperança vindria en la forma del famós pilot de proves i mestre de la innovació aèria, el coronel Jimmy Doolittle, que va ser escollit per dirigir un bombardeig contra Tòquio i diverses altres ciutats japoneses.

Un viatge d'anada

Una força de voluntaris de 80 homes contraatacaria el Japó fent volar 16 bombarders de mida mitjana B-25 , llançats des d'un portaavions que s'enfonsaria a les profunditats de les aigües controlades pels japonesos.

Llançarien les seves bombes sobre diverses ciutats japoneses i després volarien cap al sud-oest sobre la Xina ocupada pels japonesos fins a arribar als llocs d'aterratge encara en poder dels xinesos. Això va suposar una missió gairebé suïcida.

Tanmateix, hi havia un problema fonamental a superar. El B-25 era un bombarder terrestre. No va ser dissenyat ni pensat mai per tenir la capacitat d'enlairar des d'un portaavions.

Així doncs, es va implementar ràpidament un programa d'entrenament especial i modificació especial del bombarder i la seva tripulació de cinc homes. Els B-25 van haver de ser despullats de gran part del seu armament i de qualsevol altra font de pes innecessari per alleugerir-los substancialment. Les tripulacions van haver d'aprendre a accelerar els motors fins a RPM abans inimaginables, amb l'avió tremolant violentament, abans d'alliberar els frens i intentar enlairar-se en una pista tan curta que es pensava que era impossible. Tornar al transportista no era una opció, de manera que no calia entrenar per a un aterratge.

Bombarders B-25 a la coberta del portaavions USS Hornet.  

Els homes inicialment no sabien els detalls específics de la seva missió, però se'ls va dir que era vital per a la guerra i que probablement molts no tornarien.

Aquests eren homes altament motivats que van acceptar la seva formació i no es van desanimar. Van arribar a San Francisco a principis d'abril de 1942 i van ser carregats al portaavions USS Hornet, juntament amb setze B-25.

El pla era penetrar secretament a les aigües del Pacífic controlades pels japonesos fins que l'USS Hornet, juntament amb el portaavions USS Enterprise i altres vaixells d'escorta es trobaven a aproximadament 550 milles del Japó. Els riscos aquí eren enormes, ja que els nord-americans només tenien quatre portaavions restants al Pacífic i, per tant, posaven en perill la meitat de la seva potència aèria naval.

El 1945, l'" arsenal de la democràcia " nord-americà tindria uns 25 portaavions increïbles desplegats al Pacífic, però el 1942 la pèrdua de dos dels quatre portaavions hauria estat un cop paralizant que limitaria greument les activitats navals nord-americanes. El portaavions havia substituït el cuirassat com l'arma principal de la guerra naval. I en aquell moment els japonesos tenien vuit portaavions enfront dels quatre dels nord-americans.

Totes les esperances d'èxit d'aquest pla atrevit i arriscat es basaven en la sorpresa. Segurament, després de la seva contínua sèrie de victòries, els japonesos mai esperarien que els nord-americans consideressin una operació militar tan arriscada. Els nord-americans comptaven apropar-se al Japó sense ser descoberts, i apostaven que les defenses aèries japoneses no estarien preparades.

Un bombarder B-25 enlaira des de l'USS Hornet.  

Un risc calculat

Un greu problema es va desenvolupar quan l'USS Hornet i el seu petit comboi que l'acompanyava van arribar a menys de 750 milles de la costa japonesa. Van albirar un petit vaixell de piquets japonès que va sortir ràpidament de l'aigua. Però, el que no se sap era si el vaixell japonès havia aconseguit enviar un avís que pogués destruir l'element sorpresa.

El llançament dels B-25 a 750 milles del Japó va significar que els Raiders no tindrien prou combustible per arribar a les bases d'aterratge amistoses previstes a la Xina després de llançar les seves bombes. Cada B-25 hauria de trobar el seu millor lloc per rescatar la Xina o intentar un aterratge accidental controlat a la costa xinesa i resar pel millor.

Doolittle va decidir que havien de llançar-se immediatament. Els setze B-25 van enlairar amb èxit de l'USS Hornet i van navegar a poca alçada just per sobre de les ones per evitar els avistaments visuals i de radar mentre es dirigien cap al Japó.

Un cop van passar la costa, van continuar al nivell de la copa dels arbres encara amb l'esperança de romandre sense descobrir. A mesura que s'acostaven als seus objectius, els B-25 van fer una ràpida pujada fins a 1.500 peus per llançar les seves bombes.

Una exposició commemorativa al Museu d'Armament de la Força Aèria mostra els titulars després de l'atac de Doolittle al Japó de 1942, així com rèpliques del visor de bomba utilitzat a l'avió Doolittle B-25 i la medalla d'or del Congrés que es va atorgar col·lectivament als Doolittle Raiders el 15 d'abril de 2015

Dotze avions van bombardejar Tòquio i quatre van bombardejar altres ciutats. Sorprenentment, tots els objectius van ser colpejats i es van trobar defenses antiaèries mínimes. L'element crític de la sorpresa havia funcionat a favor dels Doolittle Raiders.

El dany tàctic del bombardeig va ser mínim, però la importància estratègica de l'atac per a la moral nord-americana va ser enorme. Sense voler revelar detalls de la missió, quan la premsa li va preguntar al president Roosevelt d'on havien vingut els avions, va respondre " des de Shangri La ".

Sortida i tornada a casa

Sabent que es quedarien sense combustible, els Raiders es van dirigir cap a la Xina, tot planejant com abandonarien el seu avió. Onze tripulacions es van rescatar, quatre van intentar un aterratge accidental i l'avió amb menys combustible va triar una ruta més curta per aterrar a la Unió Soviètica on van ser internats pels soviètics.

Miraculosament, 77 dels Raiders van sobreviure a la missió, 8 van ser capturats pels japonesos, dels quals 4 van morir en la seva brutal captivitat. Els camperols xinesos van ser crucials per ajudar els supervivents a evitar els japonesos. No obstant això, van pagar molt car la seva ajuda als nord-americans, ja que deu mil o més van ser executats pels japonesos com a retribució.

El Doolittle Raider Ed Horton apareix en aquesta foto del Daily News del maig de 2008 davant d'un bombarder B-25 com el que va volar durant l'atac de 1942 al Japó.

Quan el coronel Doolittle va tornar a casa als Estats Units, va ser ascendit a general i el president Roosevelt li va concedir la Medalla d'Honor del Congrés. Després de males notícies, la història del Doolittle Raid va transformar, de la manera més positiva que es pugui imaginar, la mentalitat psicològica del poble nord-americà.

El gener de 1944, Doolittle va ser nomenat comandant dels bombarders pesats de la Vuitena Força Aèria a Gran Bretanya. Va ser Doolittle qui va dirigir el Mighty Eighth en la seva mortífera campanya de bombardeig estratègic contra Alemanya que va destruir la seva capacitat de fer la guerra amb eficàcia.

Malauradament, l'últim Doolittle Raider supervivent d'aquesta famosa missió, Richard Cole, de Comfort, Texas, va morir el 2019 als 103 anys. Era el copilot de Doolittle a l'avió principal.

Els líders japonesos estaven sorpresos per l'audàcia i l'èxit de la incursió de Doolittle. Sens dubte, això va influir fortament en la finalització del seu pla per ampliar el seu abast intentant capturar l'illa americana de Midway, a només 1.000 milles de Hawaii.

Dick Cole s'assenyala en una imatge de l'avió principal de la incursió de Doolittle al Japó durant la Segona Guerra Mundial durant un 2014 visita a la Costa Maragda. A continuació, el tinent Richard Cole apareix en segon lloc a la dreta, al costat del tinent coronel James Doolittle.

L'èxit del Doolittle Raid va animar els comandants nord-americans a enviar una flota nord-americana superada en nombre i armada per interceptar els invasors japonesos. Els japonesos van tornar a ser agafats per sorpresa quan els nord-americans van aconseguir el " Miracle at Midway " i van enfonsar quatre portaavions japonesos que van canviar el rumb de la guerra del Pacífic. Després de Midway, van ser els nord-americans els que van estar a l'ofensiva fins a la rendició del Japó el setembre de 1945.

Poques vegades a la història s'ha fet una operació militar tan convincent i exitosa com el Doolittle Raid ha demostrat una combinació tan sorprenent d'increïble atreviment, increïble valentia i increïble sort.

El proper 18 d'abril potser no serà una de les commemoracions del 80è aniversari més celebrades de la Segona Guerra Mundial, però hauria de ser-ho. Va ser el Raid de Doolittle contra Japó el que va electrificar i va motivar un país deprimit, i va ser el dia que sabíem que podíem guanyar.

Fusió nuclear: a l'interior de la construcció del tokamak més gran del món

Què tan a prop estem d'aconseguir una fusió nuclear fiable? L'experiment ITER a França pretén acostar el procés a la realitat. 

La fusió nuclear, la reacció física que alimenta les estrelles, és una font potencialment il·limitada d'energia que podria acabar amb les nostres preocupacions energètiques i la dependència dels combustibles fòssils. La construcció de plantes industrials per produir electricitat a partir de la fusió és un dels majors reptes científics del nostre temps.

A Saint-Paul-lès-Durance, al sud de França, 35 nacions col·laboren per construir ITER , el reactor de fusió nuclear més gran d'aquest tipus al món. ITER és un tipus de reactor de fusió magnètica anomenat tokamak, dissenyat per demostrar la viabilitat de la fusió com a font d'energia a gran escala sense emissions de carboni. La construcció de tota la planta està en marxa des del 2010 en un solar de 42 hectàrees al camp de la Provença.

Mentrestant, a Itàlia, el Consell Nacional d'Investigació de Pàdua està construint dos experiments prototip per a l'escalfament extern del plasma ITER, anomenats experiments 'MITICA' i 'SPIDER'. Aquests dos bancs de proves ajudaran els científics a millorar i perfeccionar encara més els sistemes que després s'instal·laran a ITER.

Els tècnics munten les seccions del criostat a l'obra d'ITER a Saint-Paul-lez-Durance, França. El criòstat és un gran recipient de contenció al buit i proporciona un entorn de buit alt i ultrafresco per al recipient de buit i els imants superconductors.

Aquesta il·lustració mostra el tokamak i els seus sistemes vegetals allotjats a la seva casa de formigó. Es calcula que només a la màquina es muntaran un milió de peces

The Bohr model: The famous but flawed depiction of an atom

 The Bohr model is neat, but imperfect, depiction of atom structure.

A model of an atom according to Niels Bohr.

The Bohr model, introduced by Danish physicist Niels Bohr in 1913, was a key step on the journey to understand atoms.

Ancient Greek thinkers already believed that matter was composed of tiny basic particles that couldn't be divided further. It took more than 2,000 years for science to advance enough to prove this theory right. The journey to understanding atoms and their inner workings was long and complicated. 

It was British chemist John Dalton who in the early 19th century revived the ideas of ancient Greeks that matter was composed of tiny indivisible particles called atoms. Dalton believed that every chemical element consisted of atoms of distinct properties that could be combined into various compounds, according to Britannica.  

Dalton's theories were correct in many aspects, apart from that basic premise that atoms were the smallest component of matter that couldn't be broken down into anything smaller. About a hundred years after Dalton, physicists started discovering that the atom was, in fact, really quite complex inside. 

THE BOHR MODEL: JOURNEY TO FIND STRUCTURE OF ATOMS

British physicist Joseph John Thomson made the first major breakthrough in the understanding of atoms in 1897 when he discovered that atoms contained tiny negatively charged particles that he called electrons. Thomson thought that electrons floated in a positively charged "soup" inside the atomic sphere, according to Khan Academy.

14 years later, New Zealand-born Ernest Rutherford, Thomson's former student, challenged this depiction of the atom when he found in experiments that the atom must have a small positively charged nucleus sitting at its center. 

Based on this finding, Rutherford then developed a new atom model, the Rutherford model. According to this model, the atom no longer consisted of just electrons floating in a soup but had a tiny central nucleus, which contained most of the atom's mass. Around this nucleus, the electrons revolved similarly to planets orbiting the sun in our solar system, according to Britannica.

Some questions, however, remained unanswered. For example, how was it possible that the electrons didn't collapse onto the nucleus, since their opposite charge would mean they should be attracted to it? Several physicists tried to answer this question including Rutherford's student Niels Bohr.

NIELS BOHR AND QUANTUM THEORY

Bohr was the first physicist to look to the then-emerging  quantum theory to try to explain the behavior of the particles inside the simplest of all atoms; the atom of hydrogen. Hydrogen atoms consist of a heavy nucleus with one positively-charged proton around which a single, much smaller and lighter, negatively charged electron orbits. The whole system looks a little bit like the sun with only one planet orbiting it. 

Bohr tried to explain the connection between the distance of the electron from the nucleus, the electron's energy and the light absorbed by the hydrogen atom, using one great novelty of physics of that era: the Planck constant. 

The Planck constant was a result of the investigation of German physicist Max Planck into the properties of electromagnetic radiation of a hypothetical perfect object called the black body. 

Strangely, Planck discovered that this radiation, including light, is emitted not in a continuum but rather in discrete packets of energy that can only be multiples of a certain fixed value, according to Physics World.That fixed value became the Planck constant. Max Planck called these packets of energy quanta, providing a name to the completely new type of physics that was set to turn the scientists' understanding of our world upside down.

What role does the Planck constant play in the hydrogen atom? Despite the nice comparison, the hydrogen atom is not exactly like the solar system. The electron doesn't orbit its sun —the nucleus — at a fixed distance, but can skip between different orbits based on how much energy it carries, Bohr postulated. It may orbit at the distance of Mercury, then jump to Earth, then to Mars. 

The electron doesn't slide between the orbits gradually, but makes discrete jumps when it reaches the correct energy level, quite in line with Planck's theory, physicist Ali Hayek explains on his YouTube channel.

Bohr believed that there was a fixed number of orbits that the electron could travel in. When the electron absorbs energy, it jumps to a higher orbital shell. When it loses energy by radiating it out, it drops to a lower orbit. If the electron reaches the highest orbital shell and continues absorbing energy, it will fly out of the atom altogether.

The ratio between the energy of the electron and the frequency of the radiation it emits is equal to the Planck constant. The energy of the light emitted or absorbed is exactly equal to the difference between the energies of the orbits and is inversely proportional to the wavelength of the light absorbed by the electron, according to Ali Hayek.

Using his model, Bohr was able to calculate the spectral lines — the lines in the continuous spectrum of light — that the hydrogen atoms would absorb. 

THE SHORTCOMINGS OF THE BOHR MODEL

Advertisement

The Bohr model seemed to work pretty well for atoms with only one electron. But apart from hydrogen, all other atoms in the periodic table have more, some many more, electrons orbiting their nuclei. For example, the oxygen atom has eight electrons, the atom of iron has 26 electrons.

Once Bohr tried to use his model to predict the spectral lines of more complex atoms, the results became progressively skewed.

There are two reasons why Bohr's model doesn't work for atoms with more than one electron, according to the Chemistry Channel. First, the interaction of multiple atoms makes their energy structure more difficult to predict. 

Bohr's model also didn't take into account some of the key quantum physics principles, most importantly the odd and mind-boggling fact that particles are also waves, according to the educational website Khan Academy.

As a result of quantum mechanics, the motion of the electrons around the nucleus cannot be exactly predicted. It is impossible to pinpoint the velocity and position of an electron at any point in time. The shells in which these electrons orbit are therefore not simple lines but rather diffuse, less defined clouds. 

Only a few years after the model's publication, physicists started improving Bohr's work based on the newly discovered principles of particle behavior. Eventually, the much more complicated quantum mechanical model emerged, superseding the Bohr model. But because things get far  less neat when all the quantum principles are in place, the Bohr model is probably still the first thing most physics students discover in their quest to understand what governs matter in the microworld. 

PHYSICISTS ARE FINALLY READY TO TEST A KEY EINSTEIN THEORY

“Relativity has been tested over and over. It’s been holding true. Quantum mechanics has been tested over and over and has been holding true.”

EARTH’S GRAVITY DISTORTS

Spacetime. As far as we know, every point on Earth experiences time and space differently by a minuscule — but measurable — amount. Atomic clocks are one of the ways to detect that distortion. (In fact, that’s how GPS works.) Now two technological breakthroughs in next-generation atomic clocks are opening up new avenues for research into gravity and relativity at very small scales.

The studies were published back-to-back in Nature in early 2022. Both experiments use so-called “optical lattice clocks”, in which ultra-cooled strontium atoms floating in a vacuum are trapped in place by light and made to “tick” with a red laser. The laser then tells time by counting the ticks. These clocks keep time to an accuracy of a second in tens or even hundreds of billions of years, according to scientists.

Physicists from Jun Ye’s lab at JILA (a collaboration between NIST and the University of Colorado, Boulder) produced the most stable and precise optical lattice clock on record, precise enough to measure the difference in gravity at a separation of just 0.2 millimeters (200 microns) — far smaller than ever before.

“We haven’t done it between independent clocks yet,” says Tobias Bothwell, the study’s lead author. “But this is the first piece showing that this level of precision is attainable.”

Separately, physicists in Shimon Kokowitz’s lab at the University of Wisconsin produced a series of independent optical lattice clocks that could be activated and measured together.

“Now we’re really limited by the atoms and not by the laser anymore,” explains Kolkowitz. This provides a path to stable, precise, and portable clocks that might one day be developed into gravitational wave and dark matter detectors.

THE EINSTEIN CONNECTION

Einstein’s theories of general and special relativity still seem to hold true even at these very small distances, which are approaching the domain of quantum mechanics. But Einstein’s theories and quantum theory don’t play nicely together.

Relativity imagines the world and forces like gravity as smooth and continuous, while the fundamental tenet of quantum theory is that everything is quantized, that is, broken down into basic, discrete units. And that’s just the beginning of where they disagree. The problem for physicists is they both still seem to work.

“Relativity has been tested over and over. It’s been holding true. Quantum mechanics has been tested over and over and has been holding true. But we also know the two cannot be both true at the same time. At some scale, they have to break down,” explains Ye.

None of the researchers think this research can be used to detect a quantized version of gravity. but if they can investigate the effects of gravity on quantum systems, they might be able to see these two opposite kinds of physics interact.

ATOMIC CLOCKS AND QUANTUM THEORY

“This a funny time for physics, because it’s actually very similar to the time before Einstein came on the scene,” says Kolowitz.

“We look out in the universe, and we see all these things that indicate that there’s stuff we don't understand yet. But every measurement we do, every test we do, every experiment we do is well described by the physics that we know about. We just can’t put it all together.”

Currently, Kolowitz’s group is trying to use their clocks to show for the first time in a lab that relativistic effects can be observed in any system that’s accelerating, not just those influenced by gravity. This has been shown indirectly in the past but never proven experimentally on its own.

“I THINK THAT MUST BE THE SPIRIT OF EINSTEIN.”

“We’re going to do the first direct test of this, and the first realization of this thought experiment that Einstein proposed 100 years ago,” says Kolkowitz.

“What is interesting and very exciting is we are starting to gain sensitivity to gravity at smaller and smaller scale,” says Bothwell of the future of their experiments.

“Now we’re at 200 microns, we think we can go to 20 microns. That’s not an impossible goal. That’s fairly soon.” At the moment, says Bothwell, that means improving lasers and engineering ways to put more atoms into the system.

Longterm, both groups want to use optical lattice clocks to probe deeper into unexplored areas of physics. Kolkolwitz is part of the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) consortium, which is developing next-gen gravitational wave detectors. Ye’s group wants to push their experiment to a scale where the uncertainties of quantum physics bump up against the positional certainty of gravity. The hope is to find a regime where gravity plays a role in the way quantum systems behave.

“I’m not saying our experiment is going to be the judge,” says Ye. “But nevertheless, you have to keep exploring, So from that spirit, if nothing else, from that spirit of exploring deeper and deeper into nature, I think that must be the spirit of Einstein.”