Atomic Quest – a Personal Narrative, de Arthur Compton

A comprovação de que o átomo, ao contrário de ser indivisível, podia desagregar-se e produzir efeitos inesperados, exigiu prazo muito dilatado. Sua investigação começa de forma aparentemente distanciada, na década final do século XIX, centrada na análise de gases rarefeitos. Aquilo que se poderia denominar de corolário tem a Arthur Compton (1892/1962) como um de seus artífices.

A técnica do estudo desses gases rarefeitos consistia em fazer que brilhassem, estado no qual poderiam ser examinados no aparelho denominado espectroscópio. O passo seguinte consistiu na hipótese de que emitiriam algum tipo de radiação, tratando-se de elementos muito diminutos, de difícil mensuração. As técnicas para efetivá-la versam o que se chamou de “raios X” por não se saber como designá-los. O casal Curie conseguiu, na França, na mesma época, isolar um desses elementos, concluindo-se que deveriam corresponder a alguma propriedade do átomo. Agora o estudo dizia respeito à radiação ou à radiatividade (termo este criado pelos Curie), chegando-se a denominar aqueles raios de elétrons. Por volta de 1910 já se admitia que o elétron era uma partícula subatômica e, portanto, a divisibilidade do átomo. Fala-se então em imaginar um modelo dessa estrutura desconhecida, já que parecia impossível medir com precisão os seus componentes e diferenciá-los.

O modelo que permitiu começar a compor aquilo a que corresponderia a composição do átomo, a partir da diferenciação dos efeitos, seria devido ao físico dinamarquês Niels Bohr. Inspirou-se na idéia que se fazia do universo, tendo um núcleo central em torno do qual orbitavam os elétrons. Subsequentemente, a chamada teoria quântica, devida a Max Planck e Albert Einstein, iria facultar a continuidade da investigação. Sua tese central consistia na afirmação de que a radiação não ocorre em um fluxo contínuo, mas em discretos (isto é, descontínuos) pacotes de energia. A esses pacotes denominou de quanta. A quantidade total de energia (o total de quanta) será tanto maior quanto menor for o comprimento de onda da radiação. Essa teoria era uma espécie de mistura das duas (conflitantes) explicações sobre a emissão de energia, segundo as quais seriam em ondas ou em partículas. Apesar dessa espécie de “ecletismo” viria a confirmar-se em 1910.

O modelo de Bohr e a teoria quântica facultaram uma base teórica à tabela periódica dos elementos químicos, devida a Mendeleiev. A tabela apresenta os elementos químicos ordenados de acordo com o peso atômico. Agora essa diferenciação é explicada pelo número de elétrons em órbita.

Ao mesmo tempo, facultou a padronização das observações. A radiação cósmica foi medida em diferentes países3 segundo padrões idênticos e contando mesmo com um medidor construído por um jovem físico alemão e que tomou o seu nome (contador Geiger). Inventou-se uma máquina denominada Acelerador de Partículas, uma das quais instalou-se na Universidade de São Paulo4. Graças a tais pesquisas estabeleceu-se a composição do átomo de forma bastante sofisticada e eficaz. Somente em 1932 ocorreria alteração significativa no modelo, com a descoberta de um outro componente do núcleo, dotado de massa (isto é, ocupando esfera perceptível) mas desprovido de carga elétrica, por isso denominado de nêutron. Passou-se a entender que o átomo está integrado por elétrons e nêutrons.

O corolário de todo esse desenvolvimento seria a desagregação do átomo de urânio para produzir energia. Reatores especiais obtiveram esse resultado, denominado de “fissão do urânio”, correspondendo à produção de matéria radioativa (plutônio). Esse trabalho contou com a participação de eminentes cientistas laureados com o Prêmio Nobel --entre estes o famoso Enrico Fermi, físico italiano radicado nos Estados Unidos5--, sob a chefia de Arthur Compton (1892/1962). De tal proeza é que este dá conta no livro Atomic Quest – a Personal Narrative (1956). Como soe acontecer na história do homem, essa capacidade inventiva viria a ser mobilizada para fins bélicos (a bomba atômica) mas logo encontrou aplicações pacíficas, altamente benéficas.

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