Miguel Ángel Catalán Sañudo (1894–1957): El Descubridor de los Multipletes que Revolucionó la Espectroscopía Atómica
La figura de Miguel Ángel Catalán Sañudo emerge en un período complejo y apasionante de la historia española. Nacido en 1894, su trayectoria intelectual y científica se desarrolló en un país que, aunque atrasado en muchos aspectos, comenzaba a experimentar una efervescencia educativa y científica gracias al impulso regeneracionista tras el Desastre del 98. Durante las primeras décadas del siglo XX, España vivía un proceso de transformación social e intelectual caracterizado por la creación de nuevas instituciones como la Junta para Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas (JAE), inspirada en el modelo krausista y bajo el liderazgo de figuras como Santiago Ramón y Cajal.
La JAE fue fundamental para la modernización de la ciencia española, ya que promovía la formación de científicos mediante becas para estudiar en centros europeos de prestigio. Este contexto institucional permitió que jóvenes talentos como Catalán encontraran un cauce adecuado para desarrollar su potencial. Además, la consolidación de centros de investigación como el Laboratorio de Investigaciones Físicas, dependiente de la JAE, proporcionó la infraestructura científica necesaria para fomentar la investigación avanzada, en sintonía con las corrientes europeas.
Miguel Ángel Catalán nació en Zaragoza en 1894, en el seno de una familia cuya situación económica le permitió acceder a una educación universitaria en un tiempo en que esto no era habitual. Poco se sabe de sus primeros años de vida o del entorno familiar concreto, pero su precoz entrada a la universidad y su rápida especialización en las ciencias físicas y químicas indican un entorno propicio al cultivo del saber.
Desde muy joven, Catalán demostró una clara vocación por el conocimiento científico. Esta inclinación se vio respaldada por una educación rigurosa que lo llevó a licenciarse en Ciencias Químicas en la Universidad de Zaragoza a la temprana edad de diecinueve años. Su madurez académica y disciplina lo colocaron rápidamente en una posición favorable para desarrollar una carrera científica, primero en la industria y, más adelante, en la investigación básica.
Formación académica e intelectual
La formación universitaria de Catalán fue sólida y meticulosa. Una vez licenciado, comenzó a trabajar como químico en una fábrica de cementos, lo cual evidencia su familiaridad tanto con la aplicación práctica como con la teoría científica. Sin embargo, pronto dio el salto decisivo hacia el mundo académico. En 1915, se trasladó a Madrid para iniciar su tesis doctoral bajo la dirección de Ángel del Campo, catedrático de análisis químico y figura clave en el desarrollo de la espectroscopia en España.
Fue precisamente en el Laboratorio de Investigaciones Físicas de la JAE donde Catalán entró en contacto con los trabajos pioneros sobre espectroscopia, disciplina que estudia la descomposición de la luz en sus diferentes componentes y su relación con la estructura atómica. Su iniciación en este campo no pudo ser más prometedora: su primer trabajo de investigación, titulado «Contribución al estudio del espectro del magnesio», se publicó en 1916 como la Memoria núm. 29 del laboratorio y también en los Anales de la Sociedad Española de Física y Química.
Primeros intereses y vocación científica
La espectroscopia atrajo inmediatamente la atención de Catalán, no sólo como herramienta de análisis químico, sino como vía para entender la estructura profunda de los átomos. Entre 1916 y 1920, publicó siete artículos científicos, cinco de los cuales se centraban en la interpretación de estructuras espectrales, es decir, en la asignación de líneas a distintas series espectrales. Los otros dos trabajos trataban sobre las denominadas «líneas últimas», clave en la identificación y análisis químico de los elementos.
Uno de los trabajos más relevantes de esta etapa fue su colaboración con su mentor Ángel del Campo en la publicación de «Tabla de Interpolación de Rydberg y cálculo de series espectrales» en 1920. Esta publicación marcó un antes y un después en la carrera de Catalán, pues significó su entrada definitiva en el campo de la espectroscopia pura, desligándose progresivamente de las aplicaciones industriales para centrarse en los fundamentos teóricos de la física atómica.
Primeros conflictos, decisiones clave y orientación hacia la espectroscopia
El mismo año de 1920, gracias a una pensión de la Junta para Ampliación de Estudios, Catalán viajó a Londres para trabajar con Alfred Fowler, uno de los astrofísicos más reconocidos del momento y profesor en el Royal College of Science. Este viaje fue crucial, ya que lo conectó con los centros neurálgicos de la investigación espectroscópica mundial. En esta etapa, la formulación de la teoría cuántica por parte de Niels Bohr estaba revolucionando la interpretación de los espectros atómicos, y el laboratorio de Fowler se convirtió en una auténtica cuna de esta nueva física.
El ambiente científico en Londres era vibrante. La espectroscopia atómica se encontraba en pleno auge debido a la creciente comprensión de la estructura interna del átomo. La observación de series espectrales —conocidas como neta, principal, difusa y fundamental— y su subdivisión en singletes, dobletes y tripletes constituía un campo de investigación fundamental para la nueva física cuántica. Los metales alcalinos y alcalinotérreos, como el sodio o el magnesio, proporcionaban patrones espectrales que servían de referencia para construir modelos atómicos.
Fue en este contexto cuando Catalán realizó una observación decisiva: al estudiar el espectro del manganeso, elemento del grupo VII de la tabla periódica, encontró en lugar de dobletes, como se esperaba, claros tripletes. Este hallazgo no concordaba con las clasificaciones establecidas hasta ese momento. Catalán decidió entonces realizar un estudio detallado del espectro del manganeso, lo que lo llevó a descubrir un sistema completo de tripletes análogos a los que aparecían en los alcalinotérreos, como el magnesio. A partir de este hallazgo, y para describir estos nuevos patrones espectrales, acuñó un término que revolucionaría la física: «multiplete».
Este descubrimiento fue mucho más que una anomalía técnica. Representaba una desviación radical respecto a las teorías entonces vigentes sobre la estructura de los espectros. Catalán demostró que las líneas espectrales no siempre respondían a las divisiones tradicionales en singletes, dobletes y tripletes, sino que podían existir agrupaciones más complejas. Cada triplete difuso del espectro del manganeso constaba de hasta nueve líneas, lo que implicaba la existencia de términos quíntuples.
Su artículo fue finalmente publicado en 1922 en la prestigiosa Philosophical Transactions of the Royal Society, convirtiéndose en un punto de inflexión en la espectroscopia moderna. Este trabajo no solo situó a Catalán como uno de los físicos experimentales más importantes del momento, sino que impulsó la formulación de nuevas teorías atómicas.
Consolidación en el campo de la espectroscopia
El descubrimiento de los multipletes por Miguel Ángel Catalán representó un avance monumental en la espectroscopia atómica. Este hallazgo no solo rompía con las clasificaciones tradicionales, sino que ofrecía un nuevo marco teórico y experimental para el estudio de la estructura atómica. A partir de su experiencia en el laboratorio de Alfred Fowler en Londres, Catalán se consolidó como un pionero en la observación de fenómenos espectrales complejos.
Sus observaciones sobre el manganeso mostraban un sistema organizado de tripletes que se alejaba de las expectativas de su grupo químico. La explicación que propuso, basada en la multiplicidad de los niveles energéticos atómicos, resultaba tan revolucionaria que obligaba a reconsiderar muchos de los principios aceptados. El concepto de multiplete —grupos de líneas espectrales que reflejan estructuras energéticas más ricas de lo que antes se creía— fue adoptado rápidamente por la comunidad científica internacional.
Este descubrimiento se publicó en 1922 en la influyente revista Philosophical Transactions of the Royal Society, posicionando a Catalán en el mapa científico mundial. Poco después, el físico alemán Arnold Sommerfeld visitó Madrid y tuvo la oportunidad de conocer de primera mano las investigaciones de Catalán. Interesado por sus resultados, Sommerfeld incorporó estos datos en su propia teoría cuántica del número cuántico «interno», o momento angular del electrón.
Impacto internacional y vínculos científicos
La colaboración indirecta entre Catalán y Sommerfeld fue decisiva para el desarrollo de la teoría cuántica. Aunque la explicación final de los multipletes requeriría el descubrimiento del spin del electrón en 1925, los estudios de Catalán fueron una base empírica fundamental para avanzar en la comprensión de la estructura atómica.
Entre 1923 y 1925, el concepto de multiplete se convirtió en uno de los principales focos de investigación en espectroscopia. Físicos experimentales y teóricos comenzaron a analizar los espectros de elementos centrales de la tabla periódica con una intensidad inédita, utilizando los nuevos marcos propuestos. A pesar de que la física teórica avanzaba rápidamente, las observaciones precisas de Catalán seguían siendo indispensables para validar cualquier propuesta teórica.
Gracias a la intermediación de Sommerfeld, Catalán obtuvo en 1924 una beca de la Fundación Rockefeller (International Education Board), lo que le permitió trasladarse a Múnich y trabajar con el propio Sommerfeld. Allí colaboró con el físico Karl Bechert en el análisis de varios espectros atómicos, fortaleciendo su formación teórica al más alto nivel europeo. Esta experiencia le permitió adquirir una visión integral, combinando rigurosos métodos experimentales con el enfoque cuantitativo de la nueva física.
Desarrollo profesional en España
A su regreso a España, Catalán no se conformó con continuar sus investigaciones de forma aislada. Decidió formar un grupo de trabajo especializado en espectroscopia, lo cual supuso un gran avance para la ciencia española. Su reputación científica y su visión institucional le permitieron atraer talento internacional. El propio Karl Bechert se trasladó a Madrid para trabajar junto a él, lo que convirtió su laboratorio en un centro de referencia dentro del país.
Catalán también cultivó relaciones con otros investigadores destacados del ámbito iberoamericano, como Telles Antunes, del Observatorio de Lisboa, y Bernardo Houssay y Enrique Gaviola, del Observatorio de Córdoba en Argentina. Esta red de colaboración transatlántica consolidó su prestigio internacional.
Su papel fue fundamental en el proyecto de creación del Instituto Nacional de Física y Química, una de las instituciones científicas más relevantes del periodo republicano. Impulsado por personalidades como Blas Cabrera y Enrique Moles, el instituto abrió sus puertas en 1932, en un contexto de entusiasmo por el conocimiento científico y la renovación educativa. Catalán fue nombrado director de la sección de espectroscopia, un cargo desde el cual lideró importantes investigaciones y desarrolló una escuela de formación científica en espectroscopía atómica.
En 1934, su prestigio académico fue reconocido con la creación de una cátedra específica de estructura atómico-molecular y espectroscopia en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Madrid. Esta cátedra, inédita hasta entonces, formaba parte del doctorado en ciencias físicas y permitía integrar la formación teórica con la investigación experimental de vanguardia.
Obstáculos y controversias políticas
El estallido de la Guerra Civil Española en 1936 supuso un paréntesis trágico en la vida de muchos científicos españoles. La violencia, la represión y la destrucción de infraestructuras paralizaron buena parte de la actividad investigadora. En el caso de Miguel Ángel Catalán, la guerra marcó un punto de inflexión doloroso: perdió el contacto con sus colegas extranjeros, especialmente los estadounidenses, y vio interrumpida su actividad científica.
Durante los años del conflicto, científicos como Henry Norris Russell y Charlotte E. Moore, con quienes mantenía estrechas colaboraciones en Estados Unidos, expresaron su preocupación por la situación de Catalán. Años más tarde, estos colegas recordaron que durante la guerra no sabían si Catalán podía «disponer de su laboratorio y sus papeles, y ni siquiera si ese laboratorio y esos papeles existían aún».
La victoria del franquismo supuso un duro golpe para la carrera de Catalán. Por motivos políticos, fue expulsado del Instituto Nacional de Física y Química, institución a la que había contribuido decisivamente. A partir de 1939, dejó de recibir subvenciones públicas para la investigación y se vio obligado a trabajar como químico en la industria privada para subsistir. Aun así, nunca abandonó por completo la investigación científica.
A pesar de las restricciones, Catalán mantuvo su vocación investigadora y su compromiso con la ciencia. Incluso sin apoyo institucional, siguió publicando artículos científicos de alto nivel, aunque en condiciones mucho más precarias. Este período de exilio interior lo fortaleció como científico independiente y reafirmó su prestigio internacional, mientras su figura era parcialmente silenciada en la España oficial.
Reincorporación y recuperación profesional
Tras una década de dificultades marcadas por el aislamiento político y la precariedad institucional, Miguel Ángel Catalán logró reincorporarse de manera formal al ámbito académico en 1946, al recuperar su cátedra de estructura atómico-molecular y espectroscopia en la Universidad de Madrid. Este regreso fue recibido con entusiasmo por sus discípulos y colegas, tanto nacionales como internacionales, quienes reconocían en él a un pionero de la espectroscopia moderna, injustamente marginado durante los años de posguerra.
En 1950, se consolidó su retorno con su nombramiento como jefe de la sección de espectros atómicos del Instituto de Óptica, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Desde esta posición, Catalán tuvo acceso nuevamente a recursos institucionales y pudo reactivar plenamente sus investigaciones científicas. El Instituto de Óptica, fundado con vocación interdisciplinaria, ofrecía un espacio fértil para las investigaciones espectroscópicas, tanto desde el punto de vista experimental como teórico.
A pesar de las secuelas del exilio interno vivido durante los años 30 y 40, Catalán no mostró señales de retraimiento o resignación. Al contrario, intensificó sus publicaciones, amplió su red de colaboraciones y asumió un papel central en el renacimiento de la física española de posguerra. Su reputación internacional, que nunca había dejado de crecer, fue uno de los pilares que sustentaron este renacer.
Reconocimiento internacional y legado científico
Durante los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial, Catalán visitó en varias ocasiones los Estados Unidos, donde su figura era ampliamente respetada. Fue invitado a dictar conferencias y a colaborar con diversos centros de investigación de renombre, como el National Bureau of Standards en Washington y el Massachusetts Institute of Technology (MIT) en Boston. Estas visitas no solo reforzaron su papel como referente en espectroscopia, sino que también actualizaron sus conocimientos sobre los avances más recientes en física cuántica y atómica.
En 1952, fue nombrado miembro de la Joint Commission for Spectroscopy del International Council of Scientific Unions, una de las entidades más influyentes del ámbito científico mundial. Esta distinción representó un reconocimiento unánime a su trayectoria y a la profundidad de sus contribuciones. Aunque seguía siendo una figura polémica en ciertos sectores del franquismo académico, su prestigio internacional acabó imponiéndose.
Uno de los hitos más significativos en la etapa final de su carrera fue su elección en 1955 como académico de número de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Madrid. Este nombramiento superó por fin las barreras políticas que durante años habían bloqueado su acceso. Su discurso de ingreso, centrado en los espectros de átomos doblemente ionizados, fue recibido como una lección magistral de física contemporánea.
El legado científico de Catalán es cuantitativo y cualitativamente impresionante. Según los cálculos de sus colegas Henry Norris Russell y Charlotte E. Moore, logró interpretar 2.350 líneas espectrales como combinaciones entre 304 niveles de energía, descubrir 51 nuevos términos espectrales y determinar el potencial de ionización de múltiples elementos. Estos datos revelan no sólo la magnitud de su trabajo, sino también su precisión y rigor experimental.
Últimos trabajos y avances en espectroscopía
En los años finales de su vida, Catalán centró su atención en los espectros de los átomos doblemente ionizados y en el análisis espectral de elementos de transición, como el radio, el vanadio y el magnesio. Estos trabajos exigían un alto grado de sofisticación tanto en la obtención de los datos como en su interpretación, y representaban una continuidad natural de sus investigaciones anteriores.
Uno de sus objetivos fue perfeccionar la interpretación de las estructuras finas de los espectros atómicos, conectándolas con las predicciones de la mecánica cuántica relativista. Este enfoque lo mantuvo en la vanguardia de la investigación hasta el final de su vida. Su capacidad para detectar regularidades en sistemas tan complejos como los elementos de transición demuestra una intuición física excepcional.
Además, Catalán continuó dirigiendo investigaciones en su laboratorio en Madrid, formando una nueva generación de espectroscopistas. Su estilo pedagógico era exigente pero generoso. Se preocupaba por la formación rigurosa de sus discípulos, y muchos de ellos continuaron desarrollando carreras académicas destacadas tanto en España como en el extranjero.
Percepción en vida y reinterpretaciones posteriores
Durante su vida, Catalán fue una figura de doble percepción. En el extranjero, especialmente en Estados Unidos, Alemania e Inglaterra, era reconocido como uno de los principales expertos mundiales en espectroscopia. Su nombre era sinónimo de precisión experimental y profundidad teórica. En España, sin embargo, su reconocimiento fue tardío y estuvo condicionado por el contexto político. El régimen franquista, receloso de científicos asociados al periodo republicano, limitó durante años su visibilidad institucional.
A pesar de ello, su prestigio fue imposible de silenciar del todo. Las comunidades científicas internacionales y sus propios discípulos mantuvieron vivo su legado durante los años de ostracismo. Tras su muerte en 1957, comenzaron a publicarse numerosas notas necrológicas y estudios biográficos que reivindicaban su figura. Desde entonces, su trabajo ha sido objeto de diversas reinterpretaciones que lo sitúan como precursor directo del modelo cuántico del átomo, especialmente en lo que respecta a la estructura fina y las propiedades del espín electrónico.
Una de las obras más influyentes en esta línea es El mundo atómico de Miguel Catalán, publicada en 1977 por el Instituto de Óptica del CSIC, que ofrece una visión integral de sus contribuciones científicas y pedagógicas. La inclusión de su biografía en diccionarios científicos de referencia como el Dictionary of Scientific Biography confirma su relevancia duradera.
Influencia duradera y cierre narrativo
La influencia de Miguel Ángel Catalán en la historia de la ciencia no se limita a sus descubrimientos concretos. Su trayectoria encarna el ideal del científico humanista, comprometido con el conocimiento, la educación y la ética profesional. Su insistencia en la experimentación rigurosa, su vocación pedagógica y su capacidad para formar redes internacionales de colaboración científica anticiparon prácticas que hoy consideramos esenciales en la investigación.
El impacto de su concepto de multiplete sigue siendo palpable en la espectroscopia moderna, en la física cuántica y en la astrofísica. La metodología desarrollada por Catalán ha sido replicada y ampliada en numerosos laboratorios, y sus resultados siguen siendo utilizados como referencia para la identificación de elementos y niveles energéticos.
Su matrimonio con Jimena Menéndez Pidal, hija del célebre filólogo e historiador Ramón Menéndez Pidal, simboliza también la unión de dos tradiciones intelectuales que marcaron profundamente la cultura científica y humanística española del siglo XX. Esta conexión con el mundo de las humanidades refuerza la imagen de un hombre profundamente culto, dialogante, que supo integrar múltiples dimensiones del saber.
Hasta el último día de su vida, Miguel Ángel Catalán se mantuvo activo, trabajando en nuevos espectros, formando discípulos y manteniendo la llama de la ciencia en un país que, durante largos periodos, le dio la espalda. Su historia no es solo la de un científico brillante, sino la de una resistencia ética e intelectual frente a la adversidad. Por ello, su legado no solo debe medirse en líneas espectrales, sino en generaciones iluminadas por su ejemplo.
MCN Biografías, 2025. "Miguel Ángel Catalán Sañudo (1894–1957): El Descubridor de los Multipletes que Revolucionó la Espectroscopía Atómica". Disponible en: https://mcnbiografias.com/app-bio/do/catalan-sannudo-miguel-angel [consulta: 27 de septiembre de 2025].
