Grandes Mestres da Física « Cristal Perfeito

Ettore Majorana

19/09/2011 às 8:11 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Enrico Fermi, Ettore Majorana, James Chadwick, Llewellyn Thomas, Physics, Werner Heisenberg

Ettore. Click na imagem para site de origem.

Ettore Majorana nasceu na Catania, Sicília. Extremamente talentoso em matemática, era muito jovem quando juntou-se ao grupo de Enrico Fermi em Roma como um dos “Via Panisperna boys“, cujo nome vem da rua onde se encontrava o seu laboratório.

Seu tio Quirino Majorana também era um físico.

Iniciou seus estudos na universidade na área de engenharia em 1923, mas mudou para física em 1928 a pedido de Emilio Segrè.Suas primeiras publicações (trabalhos científicos) lidavam com problemas de espectroscopia atômica.

Os Primeiros Trabalhos Acadêmicos Publicados

Seu primeiro trabalho, publicado em 1928, foi escrito quando ele era um estudante de graduação e teve a co-autoria de Giovanni Gentile Jr., então um professor Junior no Instituto de Física em Roma. Esse trabalho era uma precoce aplicação quantitativa para a espectroscopia atômica do modelo estatístico da estrutura atômica de Fermi (hoje conhecido como modelo de Thomas-Fermi, devido à sua descrição contemporânea feita por Llewellyn Thomas).

Neste trabalho, Majorana e Gentile fizeram os cálculos iniciais no contexto desse modelo, que resultaram numa boa aproximação para as energias nucleares experimentalmente observadas dos elétrons do gadolínio e do urânio, e das linhas divisórias da estrutura fina do césio observadas no espectro óptico. Em 1931, Majorana publicou o primeiro trabalho descrevendo o fenômeno da autoionização no espectro atômico, designado por ele como “ionização espontânea”. Um trabalho independente no mesmo ano, publicado por Allen Shenstone da Universidade de Princeton, designou o fenômeno como “auto-ionização”, um nome usado anteriormente por Pierre Auger. Este nome se tornou convencional, sem o hífen.

Majorana obteve seu diploma de graduação em engenharia e concluiu seu doutorado em física, ambos na Universidade de La Sapienza de Roma.

Em 1932, ele publicou um trabalho no campo da espectroscopia atômica concernente ao comportamento dos átomos alinhados nos campos magnéticos variantes-no-tempo. Esse problema, que era estudado também por I.I. Rabi e outros, levou a um importante sub-ramo da física atômica: a espectroscopia da radio-frequência. No mesmo ano, Majorana publicou seu trabalho sobre a teoria relativística das partículas com momento intrínseco arbitrário, no qual ele desenvolveu e aplicou representações dimensionais infinitas do grupo de Lorentz, e deu uma base teórica para o espectro de massa das partículas elementares. Assim como a maioria dos trabalhos de Majorana em italiano, ele definhou em relativa obscuridade por várias décadas. (Isso é discutido em detalhes por D. M. Fradkin, Amer. J. Phys., vol. 34, pp. 314–318 (1966)).

Ele foi o primeiro a propor a hipótese de que a partícula desconhecida envolvida na experiência de Irene Curie e Frederic Joliot não devia apenas ser neutra, mas tinha uma massa semelhante à do próton: ele estava inventando o nêutron. Quando ele explicou isto a Fermi, Fermi disse-lhe para escrever um artigo sobre isto, mas Majorana não se importou, e o crédito por esta interpretação foi dado a James Chadwick (o qual foi laureado com o Prêmio Nobel por essa descoberta).

Leia mais. Click na imagem para o site de origem

Majorana ficou conhecido por não buscar crédito por suas descobertas, considerando seu trabalho como se fosse banal.

O Trabalho com Heisenberg, Doença e Isolamento

“Por insistência de Fermi, Majorana deixou a Itália no início de 1933 através de uma concessão do Conselho Nacional de Pesquisa. Em Leipzig, Alemanha, ele encontrou-se com Werner Heisenberg, outro ganhador do Prêmio Nobel. Nas cartas que ele subsequentemente escreveu a Heisenberg, Majorana revelou que tinha descoberto nele não somente um colega no mundo científico, mas um caloroso amigo pessoal.” Majorana também viajou a Copenhagen, onde trabalhou com Neils Bohr, outro ganhador do Prêmio Nobel, também amigo e mentor de Heisenberg.

Os Nazistas haviam chegado ao poder na Alemanha quando Majorana lá chegou. Ele estudou com Werner Heisenberg em Leipzig, e trabalhou numa teoria do núcleo (publicada na Alemanha em 1933), a qual, em seu tratamento do intercâmbio de forças, representou um desenvolvimento a mais para a teoria do núcleo de Heisenberg. O último trabalho publicado de Majorana, em 1937, desta vez um italiano, foi a elaboração de uma teoria simétrica dos elétrons e pósitrons.

“No outono de 1933, Majorana retornou à Roma com a saúde debilitada, tendo desenvolvido gastrite aguda na Alemanha e, aparentemente, sofrendo de esgotamento nervoso. Colocado sob rigorosa dieta, ele permaneceu recluso e tornou-se áspero em suas relações com a família. À sua mãe, com quem ele tinha previamente compartilhado um caloroso relacionamento, ele escreveu da Alemanha que não a acompanharia em suas férias habituais de verão na praia. Comparecendo ao instituto menos frequentemente, era raramente visto deixando sua casa; o jovem e promissor físico havia tornado-se um eremita. Durante aproximadamente quatro anos ele isolou-se dos amigos e parou de publicar.”

Ao longo desses anos, nos quais ele publicou poucos artigos, Majorana escreveu muitos pequenos trabalhos sobre temas diversos: de Geofísica à Engenharia Elétrica, de Matemática à Teoria da Relatividade. Esses trabalhos não publicados, preservados na Domus Galileiana em Pisa, foram recentemente editados por Erasmo Recami e Salvatore Esposito.

Tornou-se professor pleno (livre docente) de física teórica na Universidade de Nápoles em 1937, sem qualquer necessidade de ser examinado em concurso porque, conforme se certificava através de documentos oficiais, o comitê examinador sugeriu que tais documentos apontavam Majorana como professor pleno de Física Teórica na Universidade do Reinado Italiano em razão da sua “elevada fama de perito (expertise) singular alcançada no campo da física teórica”, independentemente das normas (regras) de concurso.

A sugestão do comitê examinador foi aceita e Majorana obteve a cadeira de Física Teórica em Nápoles. Após poucos meses de ensino, todavia, sua posse do cargo terminou com o seu bem conhecido desaparecimento.

Trabalho sobre a massa do neutrino

Majorana fez um presciente trabalho teórico sobre a massa do neutrino, atualmente um ativo objeto de pesquisa. Ele também trabalhou sobre uma idéia de que a massa (do neutrino) poderia exercer um pequeno efeito de blindagem sobre ondas gravitacionais, a qual não sofreria muita atração (devido a essas ondas).

Desaparecimento no mar e as teorias

Majorana desapareceu em circunstâncias desconhecidas durante o retorno de uma viagem de barco de Palermo à Nápoles. A despeito das várias investigações, a verdade sobre o seu destino é ainda incerta. Seu corpo nunca foi encontrado. Aparentemente, ele havia sacado o dinheiro do seu salário de sua conta bancária, antes de seguir viagem para Palermo. Ele pode ter viajado à Palermo esperando visitar seu amigo Emilio Segrè, um professor da Universidade de lá. Mas Segrè encontrava-se na Califórnia naquela ocasião, Setembro de 1938 e, como Judeu, teve seu retorno à Itália barrado por uma lei de 1938 decretada pelo governo de Mussolini. Em 25 de Março de 1938, Majorana escreveu uma nota para Antonio Carreli, Diretor do Instituto de Física de Nápoles, pedindo para ser lembrado por seus colegas que ele havia tomado uma decisão inevitável, desculpando-se pelo transtorno que o seu desaparecimento causaria. Esta (nota) foi seguida rapidamente por uma outra rescindindo seus planos anteriores. Aparentemente, ele comprou um bilhete de Palermo para Nápoles e nunca mais foi visto novamente. Teve morte presumida a 27 de março de 1938

Várias possíveis explicações para o seu desaparecimento foram p.ropostas, a saber:

Hipótese de suicídio, por seus colegas Amaldi, Segrè e outros;
Hipótese de fuga para a Argentina, por Erasmo Recami e Carlo Artemi (que desenvolveu uma reconstrução hipotética detalhada da possível fuga e vida de Majorana na Argentina);
Hipótese de fuga para um monastério, por Sciascia;
Hipótese de sequestro ou assassinato, para evitar a sua participação na construção de uma bomba atômica, por Bella, Bartocci e outros;
Hipótese de fuga para tornar-se um mendigo ou indigente (hipótese do “omu cani”), por Bascone.

Reabertura do Caso

Em Março de 2011, a imprensa italiana, digamos o escritório da Procuradoria de Roma, anunciou um inquérito sobre a declaração feita por uma testemunha a respeito do encontro com Majorana em Buenos Aires nos anos após a Segunda Guerra Mundial.

Leia mais. Click na imagem para site de origem

Em 7 de junho de 2011, a imprensa italiana noticiou que o RIS do Carabinieri analisou a fotografia de um homem feita na Argentina em 1955, encontrando dez pontos de similaridade com a face de Majorana.

Fonte: Wikipedia – a Enciclopédia Livre, http://en.wikipedia.org/wiki/Ettore_Majorana

Deixe um comentário

Oliver Heaviside

11/08/2011 às 7:51 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Oliver Heaviside, Wireless

Sir Oliver Heaviside. "O que vês é borda, limite, finitude. Mas, sou vazio, inconcreto, desimpedido" - Marcos Ubirajara em 09/08/2011.

Oliver Heaviside, isolado, cortado do mundo cientifico e do mundo efêmero, incapaz de se comunicar e de se fazer compreender, mesmo com a ajuda das matemáticas, tão pobre e abandonado que necessitava às vezes contar com um pedaço de pão dado por uma mão caridosa.

Nasceu a 13 de maio de 1850 e morreu a 3 de fevereiro de 1925 em Torquay, Inglaterra. No plano das descobertas práticas, devemos-lhe o cabo telefônico que atravessa o Atlântico. Seus estudos a respeito dos fenômenos que se dão no interior dos cabos telefônicos permitiram, com efeito, fabricar cabos e relês tais que as comunicações puderam atravessar o Atlântico e depois os demais oceanos.

Mas são, sobretudo, duas outras descobertas que tornam necessária a minha exposição para dar conta do lado extraordinário deste personagem.

A primeira concerne a um mistério já esclarecido, mas que intrigou todos os cientistas do mundo por um bom quarto de século. Sabe-se que o telégrafo sem fio, a televisão e o radar empregam ondas chamadas hertzianas, que poderiam ser definidas como da luz invisível. São mais longas que as ondas infravermelhas, limite do visível, mas sendo o espectro eletromagnético contínuo não podemos dizer a que ponto exato cessa o infravermelho e começa a onda herteziana.

Digamos, para simplificar, que abaixo de 1/10 de milímetro de comprimento estamos no infravermelho e que acima começam as ondas de T.S.F. (Telefonia Sem Fios – Wireless). O mistério que intrigou os cientistas, a ponto de os fazer duvidar do valor da ciência, é o seguinte: essas ondas se propagam em linha reta, como a luz. Deviam, em conseqüência, ser detidas pela curvatura da Terra. Com efeito, não podemos ver de Nova York um farol do havre. A curvatura da Terra detém as ondas luminosas.

Estava, portanto, assegurado que as ondas hertezianas não poderiam ser úteis para a comunicação entre os continentes, nem para a comunicação com os navios em alto mar.

Hertz, que foi o primeiro a descobri-las e produzi-las, respondeu por carta de maneira negativa a um engenheiro que lhe havia proposto a comercialização de sua descoberta: o cálculo permitia eliminar toda possibilidade de emprego prático das ondas hertzianas para as longas distâncias.

O engenheiro em questão, quando a T.S.F. apareceu e se viu despontar a televisão, presenteou o Museu de Karlsruhe com a carta, e lá ela se encontra à nossa disposição para que a vejamos.

Entretanto Marconi, que não cria na teoria, conseguiu no fim do século XIX efetuar comunicação por rádio entre a Inglaterra e a América. Era matematicamente impossível, mas realmente verdadeiro. Wells já havia previsto corretamente (em Os Primeiros Homens na Lua) que as ondas hertzianas poderiam ser empregadas para comunicação entre a Lua e a Terra, o que aconteceu: vimos pela televisão os primeiros passos dos astronautas na superfície de nosso satélite.

Como as ondas que se propagavam em linha reta podiam ir da Inglaterra aos Estados Unidos?

Imaginou-se que atravessavam a terra e a experimentação mostrou que isso era falso. Ou que atravessavam a água dos oceanos; a experimentação provou que isso não acontecia. Imaginou-se também que elas passavam para a quarta dimensão, talvez, ou passavam pelo mundo astral dos espíritos.

Esta última hipótese teve tanto sucesso que em 1920, o grande inventor Edison se propôs a criar e se comprometeu em construir um rádio-telefone para comunicação com os mortos. Os fundamentos e a lógica da ciência desmoronaram. Visto que se notou, além disso, que com o que se chamavam ondas curtas, entre cinco e quinze metros de comprimento, não era necessário senão muita pouca potência para se comunicar da França à Austrália ou da Rússia à terra do Fogo: uma simples bateria portátil era mais do que suficiente. A potência duma lanterna de bolso. . .

Falou-se cada vez mais de fluido, de corpo astral, de alma universal e de outras e outras futilidades. Explicou-se não importa o que pela telepatia e invocou-se “o enfeitiçamento através das ondas”, pois as ondas tudo podiam.

Então apareceu Heaviside. Levou dez anos, de 1910 a 1920 para se fazer compreender. Achava que os céus abrigavam um espelho invisível, o qual deixava passar as ondas luminosas mas refletia as ondas hertezianas. Por reflexões sucessivas nesse espelho, as ondas poderiam a partir de um ponto dado, chegar a não importa qual ponto da Terra.

A idéia que, independentemente de Heaviside, um cientista de Harvard, Kennely igualmente havia emitido, abriu caminho. O espelho de Heaviside, que chamamos atualmente de ionosfera, permite a passagem da luz, do calor e das ondas curtas, o que nos possibilita comunicar com as astronaves, obter ecos-radar de outros planetas do sistema solar e enviar, em princípio, mensagens rumo às estrelas.

E essa descoberta prodigiosa foi realizada por um Heaviside recluso numa fazenda de Devonshire, sem laboratório, desprovido de tudo. A outra descoberta é ainda mais surpreendente. Vou tentar explicá-la sem recorrer à matemática, o que já é aceitar traí-la.

Trata-se do cálculo simbólico.

A matemática é essencialmente uma ciência de demonstração. Mesmo as verdades que parecem as mais evidentes. Por exemplo, em aritmética o mais evidente aos olhos do leigo não se apresenta ainda demonstrado: que um mais um são dois.

Mas foram descobertas surpreendentes, terríveis curvas que não possuíam nem interior nem exterior, as quais podiam até preencher internamente um quadrado inteiro e que fizeram com que 1 + 1 = 2 não fosse demonstrado.

Não esqueçamos nunca, a esse respeito, a palavra decisiva de Raymond Queneau: “Todas as demonstrações do fato de 1 + 1 = 2 não levam em conta a rapidez do vento”. Do mesmo modo nunca conseguimos demonstrar matematicamente o fato, que parece evidente, de a soma de dois números ímpares resultar um número par; por exemplo : 7 + 3 = 10.

Todos tinham tomado o partido dessa concepção da matemática. Até que em 1890 Heaviside propôs seu cálculo simbólico, que constitue matemática sem demonstração.

Heaviside dizia: é verdadeiro porque digo que é.

E era verdadeiro no sentido que os sistemas baseados nesses cálculos, como os cabos telefônicos transatlânticos, diversos transformadores, aparelhos eletrotécnicos funcionavam. Contudo, para os cientistas tratava-se da magia, pura e simplesmente. Então nos limitamos a negar os trabalhos de Heaviside. Na ciência não havia lugar para os magos. Imediatamente o infeliz foi privado de qualquer meio pelo qual pudesse ganhar sua miserável vida. Por outro lado, ele ficou surdo, o que o impediu de prosseguir na Companhia Telefônica, onde tinha estado empregado anteriormente, até 1874. Sobreviveu miserável, incompreendido.

Em 1892 conseguiu reunir um pouco de dinheiro e publicar um livro intitulado Eletrical Papers ( Trabalhos sobre Eletricidade ), um livro de um gênio extraordinário. Posteriormente não dispôs mais de meios para publicar às suas custas. Conseguiria, entretanto, às vezes reunir três pences para mandar uma carta ao estrangeiro. Assim, a partir de 1905, escreveu a Einstein, a quem dirá:

“Embora o senhor seja ignorante, é entretanto menos estúpido que o resto dos habitantes deste planeta. Para que seus cálculos tenham êxito, eis o que o senhor deve fazer . . .”

Einstein não era um matemático, mas um engenheiro especializado em patentes de invenções. Todavia, entendia admiravelmente a matemática. E não chegou nunca a compreender o cálculo simbólico. Bem mais tarde, após a morte de Heaviside, um mutante autêntico, o grande matemático Norbert Weiner, que conhecemos sobretudo por ter inventado a cibernética - embora seja o menor de seus trabalhos - mostrou que a matemática de Heaviside tinha uma base racional, a qual o próprio Heaviside ignorava, e que era possível ligá-la aos trabalhos do grande matemático francês do Século XIX, Fourier.

Esse trabalho construiu a reputação de Wiener no mundo inteiro. Porém não resolveu o problema colocado por Heaviside. Como este pôde criar uma matemática sem seguir os métodos da matemática?

Nenhuma explicação jamais foi dada. E eu (Jacques Bergier) proponho a seguinte : Heaviside conhecia a matemática do futuro sem compreender desta as demonstrações que utilizavam sem dúvida métodos que não tinham ainda sido inventados. Mas conhecendo-lhes os resultados.

Vão sem dúvida dizer que sou dono duma imaginação excessiva. Entretanto, os fatos talvez me dêem razão. À sua morte em 1925, Heaviside deixou três grandes malas cheias de documentos que nunca foram convenientemente inventariados. Talvez o exame deles nos ensinasse ciências procedentes do futuro, ou desse mundo estranho com o qual o recluso de Devonshire estava em contato.

Grandes matemáticos modernos, por exemplo René Thom, acham que os matemáticos nunca inventam coisa alguma: simplesmente descobrem o que já existe na natureza. O cálculo simbólico de Heaviside já existia. Mas onde? Quando?

Tive chance de lidar com ele para resolver problemas de radar, em problemas do que chamamos transmissor Delta, isto é, a comunicação indetectável de um ponto a um outro. Para quem está habituado ao método científico, o uso do cálculo simbólico de Heaviside causa um estremecimento que é difícil tornar sensível.

Não podemos senão fornecer analogias. Suponhamos por exemplo que se estabeleça uma tabela periódica dos elementos químicos a partir de seu nome em francês e que essa tabela funcione. Ou que descubramos um número primo entre 2 e 3. Ou que se estabeleçam certas fórmulas matemáticas que seriam valiosas quando de certas conjunções de planetas.

É para suposições deste gênero que o espírito se volta observando-se o cálculo simbólico de Heaviside. É uma magia. Uma magia para a qual o gênio de Norbert Wiener pôde encontrar uma explicação em alguns casos particulares.

Mas como operava o espírito de Heaviside? Ninguém o sabe, já que a ele foi recusado o direito da palavra, a ele foi negada a publicação do que enviava às revistas científicas. Chegou-se a chamar a atenção para algumas de suas descobertas, especialmente a da ionosfera, mas nunca houve um exame sério e exaustivo dos documentos que nos foram deixados.

Em algumas cartas ele escreveu: “Eu não sou daqui!”, ou “Venho do futuro!”.

Deve-se tomar essas frases ao pé da letra?

Parece-me que uma vez feito o exame dos trabalhos de Heaviside, dificilmente poderemos negar que ele tinha acesso ao futuro, ao futuro da matemática e da ciência em geral.

Por qual prodígio? Nada sei a respeito.

De qualquer forma ele recebia, de alguma parte, enunciados de fatos sem explicações, de teoremas matemáticos sem demonstrações. Sabia que se tratava de verdades, mas não dispunha de nenhum meio para prová-lo.

Sua surdez, a má vontade dos meios científicos, a pobreza, sobretudo, de Heaviside contribuiu para o seu isolamento. Lovecraft em “A Chave de Prata” definiu assim sua própria vida: “A pobreza, o pesar e o exílio”. Pode-se também aplicar a fórmula a Heaviside.

Com uma obstinação admirável ele continuou até sua morte em 1925 a enunciar fatos matemáticos ou físicos que se revelaram todos verdadeiros. Assim, bem antes de Einstein e por outras razões ele previu o aumento da massa com a velocidade. Mesmo sem demonstrações, suas contribuições à matemática são preciosas. Às vezes é suficiente conhecer o enunciado de um teorema para deduzir sua demonstração. Em outros casos, uma solução parcial dum problema pode conduzir à solução geral.

A obra de Heaviside foi, em sua vida e após sua morte, uma mina prodigiosa. Por quais estranhos fenômenos não exploramos ainda seus trabalhos inéditos? Tem-se o direito de perguntar qual a diferença existente entre um Heaviside e um alienado. Mas a resposta é simples: se para se alimentar uma cidade com eletricidade constrói-se um alternador e um sistema de distribuição segundo os cálculos de Heaviside, o que se faz desde o fim do século XIX, Heaviside não é louco. E no plano da física experimental tem razão.

Se constatamos que o cálculo simbólico fornece a solução de certos problemas matemáticos, que ele simplifica operações complicadas utilizadas tanto em matemática quanto em física, o criador do cálculo simbólico não era louco.

Como distinguir às vezes loucura e delírio de um lado e manifestações de uma inteligência superior do outro? Se encontram-se entre nós mutantes ou viajantes do futuro, se explicamos máquinas mais inteligentes que nós mesmos, como podemos distinguir no que nos dizem esses mutantes, esses viajantes ou essas máquinas, o que é delírio e o que se coloca na escala da qual fala Meyrinck, cujo primeiro grau já se chama gênio?

O problema é mais complexo do que parece. Uma estória tirada do filme de René Clair, “O Ultimo Miliardário”, pode talvez esclarecê-lo. Um pequeno país da Europa está num estado de depressão econômica cruciante. O dinheiro já não vale mais nada, nos restaurantes paga-se a conta com um frango e como moedas dá-se ovos. Todos os peritos em economia estão arrancando os cabelos em vão. Ora, esse país é governado por um ditador.

Um dia um lustre se despreende e cai na cabeça do ditator. Sob o efeito do choque, este fica louco, a menos que não fosse o caso de genial ou sobre-humano. Não importa o que fosse, mal refletira sobre a crise econômica disse: “É muito simples. Uma lei que estabeleço imediatamente resolverá tudo: doravante, e a partir deste momento, todos os barbudos usarão calça curta.”

Uma vez aplicada a lei, imediatamente todos os problemas econômicos desapareceram. A moeda voltou a ser forte, o progresso econômico restabeleceu-se, a inflação sumiu, os preços foram novamente controlados.

Diremos que o ditador é louco? Ou que o choque lhe deu um super-gênio, fazendo descobrir novos sistemas de leis econômicas e sociais, cujo funcionamento não nos é comprensível?

A questão, a que René Clair não responde, é mais grave do que parece. Pois seu gênio em sociologia assim obtido teve a chance de ser ditador, senão como iria convencer os outros que o fato de fazer os barbudos usarem calças curtas resolveria os problemas econômicos insolvíveis até então?

Heaviside estava precisamente na posição do louco-gênio do filme, mas ele não era ditador.

O que fez com que suas sugestões passassem por loucuras, que não valessem nem sequer a discussão. E, contudo, Norbert Wiener demonstrou que no plano matemático, Heaviside tinha razão. A distribuição da eletricidade nas grandes cidades pela corrente alternada, o cabo telefônico transatlântico, a telefonia à distancia, vinte outras aplicações práticas dos trabalhos de Heaviside mostram que ele estava certo.

Não! Heaviside não era louco. Possuía informações provenientes do futuro, ou vinha ele mesmo do futuro. Informações impossíveis de ser obtidas por simples extrapolação. Hertz disse do cálculo simbólico: “As fórmulas vivem duma vida própria. E podemos extrair delas mais do que se colocou nelas”.

Entretanto, considero bem mística essa idéia segundo a qual Heaviside se comunicava com o espírito da matemática. Ele recebia conhecimentos duma fonte que lhe era exterior e que eu situaria de boa vontade, por minha vez, no futuro.

A menos que um de seus vizinhos nessa charneca de Devonshire, onde já corria o cão de Baskerville, fosse precisamente um homem do futuro. . .

Extraído do livro Os Mestres Secretos do Tempo de Jacques Bergier – Editora Hemus -1974.

Dizem que desapareci. Click na imagem para ir ao site de origem

Deixe um comentário

Thomas Young

20/07/2011 às 11:54 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Cristalino, Thomas Young

Thomas Young (1773-1829). Imagem via Wikipedia

Durante séculos, os problemas relacionados com a visão das cores não encontraram mais que soluções e interpretações puramente empíricas. Foi somente por volta de 1801 que o físico e médico inglês Thomas Young formulou, em termos de hipótese, a primeira explicação científica para a sensibilidade do olho humano às cores. Cerca de cinqüenta anos mais tarde, Hermann von Helmholtz, físico e fisiologista alemão, se encarregaria de desenvolver essa hipótese e convertê-la em teoria, que se tomou universalmente aceita.

Segundo a teoria de Young-Helmholtz, a retina possui três espécies de células sensíveis – os cones. Cada uma delas seria responsável pela percepção de uma dada região do espectro luminoso. Essas três regiões seriam o vermelho, o verde e o azul. Estas seriam as cores primárias, que, por combinações, originariam todos os outros tons cromáticos.

Embora a teoria de Young-Helmholtz tenha sido violentamente contestada pelo fisiologista Ewald Hering, em 1872, e, mais tarde, pelos psicólogos L. Hurvich e D. Jameson, ela se ajusta, ainda hoje, aos fenômenos observados.

Young descobriu também que o cristalino do olho muda de forma para permitir a localização de objetos situados a diferentes distâncias. Mais tarde, identificaria a causa do astigmatismo: uma irregularidade na curvatura da córnea.

Apesar de ter abandonado a profissão de médico para se dedicar à Física, todo o seu conhecimento sobre o corpo humano viria a ser-lhe permanentemente útil. Com ele, Young conseguiria identificar diversos elos entre os fenômenos luminosos e a visão humana.

Em 1803, Young realizou uma experiência demonstrando que a luz possuía natureza ondulatória. Fez a luz passar por uma abertura estreita e constatou que, num anteparo instalado do outro lado, não surgia simplesmente uma linha nítida, mas sim um conjunto de faixas luminosas de diferentes intensidades. Isso mostrava que a luz sofria difração, tal como ocorria com as ondas sonoras ou as de um lago. Se ela fosse constituída de partículas, esse comportamento seria impossível.

Não contente, porém, Young desenvolveu outro experimento para confirmar seu resultado: fez passar dois feixes de luz por orifícios separados. Ao incidirem sobre um anteparo, resultaram num desenho que apresentava áreas claras entremeadas com outras totalmente escuras. Estas últimas só podiam ser causadas pela interferência de ondas.

Apesar dessas evidências, tais demonstrações foram consideradas insuficientes, por muito tempo, na Inglaterra, até serem complementadas, mais tarde, pelo trabalho de outros pesquisadores europeus.

Em 1807, Young utilizou pela primeira vez a palavra energia com o significado que tem hoje na Física: é a capacidade que um sistema possui de realizar trabalho; no caso de um sistema em movimento, ela é também diretamente proporcional ao produto entre a massa e o quadrado da velocidade, ou seja:

E α mv²,

onde substituído o símbolo de proporcionalidade (α) pela igualdade (=), e a velocidade genérica (v) pela velocidade da luz no vácuo (c), temos:

E= mc²,

que Einstein introduziria na Mecânica Relativista.

A curiosidade de Young o levou até mesmo a tentar decifrar a antiga escrita egípcia. (Chegou a alguns resultados de fato corretos, embora só o lingüista francês Champollion, alguns anos depois, conseguisse dar conta de tarefa tão complexa). Tal trabalho, porém, não deve ter-lhe parecido estranho: em sua vida, Young estudara mais de dez idiomas e com apenas dois anos de idade aprendera a ler em sua língua materna.

1 Comentário

James Clerk Maxwell

01/07/2011 às 7:45 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Electromagnetism, Eletromagnetismo, James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell (1831 - 1879)

Maxwell nasceu em Edimburgo, Escócia, no ano de 1831, de uma família tradicional. Desde cedo demonstrou uma grande paixão pelas máquinas e seus mecanismos. Tentava experiências em sua própria casa, com os métodos mais rudimentares. E nisto era ajudado pelo pai, que tinha os mesmos interesses.

Era um cientista nato. Aos catorze anos escreveu uma monografia sobre um método de construção de curvas ovais perfeitas, lido perante a Real Sociedade de Edimburgo. Algum tempo mais tarde, outros trabalhos seus foram publicados em “Transactions”, revista daquela sociedade científica.

Iniciou seus estudos superiores na Universidade de Edimburgo, distinguindo-se pela grande capacidade e desejo de aprender. Dedicava a maior parte do tempo a experimentos que ele mesmo imaginava e que lhe serviam para compreender melhor os fatos descritos nos livros. Meditava sempre sobre as teorias matemáticas que regiam os fenômenos por ele estudados. Mas nada, nele, lembrava o “gênio” sem amigos, introvertido e casmurro. Ao contrário, era de temperamento bastante jovial, querido por todos os colegas.

Na Inglaterra, após se diplomar pela Universidade de Cambridge, Maxwell foi lecionar filosofia natural no Marischal College de Aberdeen. É neste ponto que começa realmente a sua carreira científica. De início, dedica-se a pesquisas sobre a eletricidade, mas logo as abandona, trocando-as pelo preparo de uma tese para concurso. Seu título: Os Anéis de Saturno. Maxwell pretendia estudar matematicamente a forma do planeta, e interpretar-lhe algumas características: suas dimensões, a presença de divisões em alguns dos anéis, a influência dos satélites do planeta no movimento dos anéis, e assim por diante.

Esse trabalho foi debatido, ainda depois de Maxwell, por diversos outros cientistas, inclusive nos primeiros decênios do século XX, por Levi Civita, o matemático que contribuiu para desenvolver o cálculo tensorial, de que se serviu Einstein para a sua Teoria da Relatividade Generalizada.

Por sua tese, Maxwell foi considerado o físico-matemático mais completo e brilhante da época, ganhando o concurso e recebendo uma cátedra no Kings College, de Londres.

Maxwell lecionou nesse estabelecimento de 1860 a 1865. Estes últimos anos foram os mais fecundos de sua produção científica: realizou pesquisas no campo da física e elaborou a teoria do eletromagnetismo, ensinada ainda hoje, nos livros de física, do modo como apareceu há um século.

Seu nome é relembrado também como autor de várias outras teorias sobre os campos menos conhecidos da física, da óptica cristalográfica à teoria cinética dos gases. Muitos o consideram um puro teórico, um pesquisador cujo único intento é o de encontrar a formulação matemática das leis físicas descobertas por outros pesquisadores. Tais julgamentos são procedentes apenas em parte, pois, não satisfeito com as possibilidades oferecidas pelos laboratórios da Universidade, Maxwell conduzia as experiências em sua própria casa, auxiliado unicamente pela esposa. A física era, ainda, uma ciência incompleta, por falta de verificação experimental adequada. Talvez, por isso, Maxwell interessou-se essencialmente pela formulação matemática dos fenômenos físicos. A despeito disso, foi capaz de edificar as bases do que constituiu o centro diretor da física inglesa até o começo da II Guerra Mundial: o famoso laboratório Cavendish, da Universidade de Cambridge.

A teoria do eletromagnetismo foi sua obra-prima. Maxwell conseguiu pensar e descrever matematicamente os fenômenos elétricos e magnéticos com um só grupo de fórmulas, as chamadas “equações de Maxwell”, que exprimem, em suas relações, a unidade dos fenômenos elétricos e magnéticos. Lançavam-se as bases de toda a teoria do eletromagnetismo, e as equações de Maxwell ainda hoje auxiliam, em sua forma original, tanto o projetista de antenas como o estudioso da teoria da relatividade. Servem também para calcular o movimento de um elétron dentro de uma máquina aceleradora ou para entender o movimento de uma protuberância na atmosfera solar. Além disso, prepararam o caminho para a invenção do rádio.

As Equações de Maxwell

Nos cinco anos em Londres, Maxwell contribuiu notavelmente para a teoria cinética dos gases; por exemplo, a distribuição da velocidade das moléculas em um gás em equilíbrio é chamada “distribuição de Maxwell”.

Em 1865, transferiu-se para Glenlair, onde permaneceu até 1871. Ali, pôde completar sua teoria sobre o eletromagnetismo e escrever numerosos tratados sobre eletricidade e magnetismo, além de um número incontável de “memórias”, dedicadas aos mais variados setores da física.

Em 1871, foi-lhe confiada a cátedra de física experimental da Universidade de Cambridge. Além disso, recebeu a tarefa de organizar o célebre laboratório Cavendish.

Mais do que nunca, Maxwell viu suas horas preenchidas pelas aulas que devia ministrar, e cada vez sobrava menos tempo para as pesquisas. Apesar disso, não abandonou nunca a obra científica, escrevendo outro tratado de mecânica.

Embora ainda jovem, seu temperamento começou a mudar, naqueles que seriam os últimos anos de sua vida. Não existia mais o jovial autor de brincadeiras com colegas em Edimburgo, o poeta der versos irreverentes em Londres. Tornou-se triste e carrancudo, sem, entretanto, perder a serenidade e generosidade habituais. Quando sua esposa adoeceu, ficou afetuosamente ao seu lado por duas semanas consecutivas.

Na verdade, agia como se pressentisse sua própria morte, que veio em 1879, depois de uma longa e penosa enfermidade. Assim, com apenas 48 anos de idade, desapareceu aquele que soube exprimir matematicamente grande parte dos conhecimentos físicos da época. Diante de suas equações sobre o eletromagnetismo, o físico Boltzmann perguntou admirado, citando as palavras do Fausto, de Goethe: “Foi um deus quem escreveu estes símbolos?” Desse modo exprimia a sua admiração por quem, em poucas equações, resumiu as bases de toda a teoria eletromagnética.

Também os fundamentos da termodinâmica foram condensados por Maxwell em outras célebres quatro equações, apresentando de forma sucinta as relações básicas entre as variáveis de estado de um sistema. Em suma, desenvolveu para a física um instrumental de trabalho da maior importância na abertura do caminho aos novos progressos que adviriam com o estudo do átomo.

Vinte anos após a publicação de suas obras fundamentais sobre o eletromagnetismo, A Teoria Dinâmica do Campo Eletromagnético e Tratado sobre a Eletricidade e a Magnetismo, o físico Hertz conseguiu produzir e receber ondas eletromagnéticas, construindo os alicerces da radiodifusão moderna. Maxwell não pôde ver essa confirmação de sua teoria, e assim foi privado da alegria maior que existe para um físico-matemático: comprovar como suas predições correspondem aos fatos. Talvez, em toda a história da física, não tenha havido uma tão inspirada previsão por métodos matemáticos, tanto tempo antes de a experiência poder comprová-la.

Informações obtidas em http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/. Por razões que desconheço, esse site não está mais disponível.

Meu muito obrigado a todos vocês leitores de Cristal Perfeito!

2 Comentários

Pierre e Marie Curie

16/06/2011 às 7:25 (Grandes Mestres da Física, O Budismo e a Física do Estado Sólido, O Cristalino)
Tags: Cristais, Cristalino, Física do Estado Sólido, Henri Becquerel, Marie Curie, Nobel Prize in Chemistry, Pierre Curie, Sorbonne

Pierre e Marie Curie com a filha Irène. Image via Wikipedia

No ano de 1878, no pequeno laboratório de Schutzenberger, na Escola Municipal de Paris, nascia a precursora da física do estado sólido. Era o resultado de uma longa série de pesquisas levadas a cabo por Pierre Curie e seu irmão Jacques. Certos cristais como o quartzo, por exemplo, têm a propriedade de converter tensões mecânicas em impulsos elétricos e vice-versa: às alterações de um campo elétrico respondem com vibrações. A descoberta da piezeletricidade não encerrou os trabalhos de Pierre. Continuando os seus estudos sobre o estado cristalino, determinou a temperatura acima da qual as substâncias perdem as propriedades ferromagnéticas: o ponto de Curie.

Homem esquivo, Pierre vivia exclusivamente em função da física, dedicando à pesquisa todo o seu tempo. Essa situação mudou, porém, quando conheceu uma jovem polonesa – Marja Sklodowska – que, em 1891, com apenas 24 anos, havia deixado sua cidade natal – Varsóvia – e procurado em Paris um clima mais compatível com sua inteligência e seus ideais científicos. Apesar de uma série de fatores adversos que tivera de enfrentar, matriculara-se na Sorbonne.

Entre Pierre e Marja – agora Marie – as afinidades eram perfeitas, tanto sob o aspecto social, como do ponto de vista científico.

Marie, ao lado do homem, via também um físico eminente a quem poderia pedir opinião. Pierre, por sua vez, reconhecia a inteligência de Sklodowska, seu raciocínio rigoroso e, principalmente, uma acentuada vocação para a pesquisa. Nessa altura Pierre já havia conquistado certo renome científico, tanto na França como no exterior. Marie era apenas uma estudante de física e matemática. Mas, entre os dois, desenvolveu-se uma amizade profunda, consolidada um ano depois com o casamento. Nesse mesmo ano, 1895, Pierre defendia sua tese de doutoramento sobre magnetismo a temperaturas variáveis.

Casada, Marie Curie passou a cuidar do lar, não se descuidando todavia de suas pesquisas. Em 1897 nascia lrène, futuro Prêmio Nobel de Química.

Marie publicava os resultados de suas primeiras pesquisas e preparava sua tese de doutoramento. Foi atraída pelos trabalhos de Becquerel que, dois anos antes, descobrira que um minério de urânio colocado sobre uma chapa fotográfica envolta em papel preto, produzia uma impressão análoga à que poderia produzir a luz. Becquerel percebeu que essa impressão era devida a uma radiação que atravessava o papel. Essa propriedade não dependia de uma insolação preliminar e persistia quando o minério era conservado no escuro durante meses. Mas de onde provinha a energia emitida em forma de radiação pelos minerais de urânio?

Hangar da Escola de Física e Química

Instalando num lugar úmido da Escola de Física e Química uma câmara de ionização e alguns instrumentos de detecção criados por Pierre, o casal procurou a resposta. Por meio de um eletrômetro conseguiram medir tais radiações, afirmando que elas eram uma propriedade atômica do elemento urânio. Sua intensidade era proporcional à quantidade de urânio presente na substância, não dependendo do estado de combinação química, nem de circunstâncias exteriores.

O casal Pierre-Marie foi mais além: o urânio não era o único elemento que apresentava tal propriedade. Os sais de tório emitiam radiações análogas.

Como resultado de todo esse longo trabalho, iniciado pelo físico alemão Konrad von Roentgen, continuado por Becquerel e concluído pelo casal, nascia o estudo do fenômeno da radiatividade.

Pierre e sua companheira deram mais um passo à frente. Em uma comunicação à Academia de Ciências, a 12 de abril de 1898, anunciaram que a pechblenda – óxido de urânio – era bem mais ativa que o próprio metal. Tal fato levava a crer que o minério continha, além do urânio, outro elemento.

Conseguiram do governo austríaco uma tonelada de pechblenda, proveniente das minas de Joachimsthal. Quebrar, ferver, filtrar o minério, lutar contra os gases asfixiantes, foi um trabalho árduo, mas compensador. Em julho do mesmo ano informavam que haviam conseguido isolar da pechblenda um metal que, na tabela periódica, seria vizinho do bismuto. Em homenagem à pátria de Marie, foi designado como polônio.

O casal, porém, tinha razões suficientes para acreditar que a presença do polônio não explicava o excesso de radiatividade do minério. Impunha-se repetir toda a tarefa que conduzira à descoberta do polônio. E, novamente, os resultados foram positivos. Não havia mais segredos na radiatividade da pechblenda. Quase no final de 1898, uma comunicação assinada por Marie, Pierre e seu colaborador G. Bémont anunciava a descoberta do segundo elemento radiativo – o rádio.

Perfeitamente identificados em suas pesquisas, tornando assim difícil saber o que pertence a um ou a outro, Pierre e Marie não foram, de início, notados pelos meios científicos. Seus trabalhos eram acolhidos com reservas, pois implicavam a destruição de um conjunto de noções até então plenamente aceitas. E, se a existência do rádio tinha sido comprovada, o seu isolamento ainda não tinha sido concluído. Mas, após quatro anos de luta, o resultado foi feliz: obtiveram 1 decigrama de rádio puro e determinaram o seu pêso atômico: 226. Elemento espontaneamente luminoso, dois milhões de vezes mais radiativo que o urânio, teve seu valor terapêutico rapidamente comprovado. Sua ação sobre o câncer foi testada por Pierre e pelos professores Charles Bouchard e Balthasard.

A essa altura dos acontecimentos, qualquer dúvida sobre o gênio e valor do casal seria gratuita. Em todo o mundo o seu mérito era reconhecido. Mas as maiores honras eram sempre dirigidas a Pierre. O governo francês condecorou-o, e a Sorbonne ofereceu-lhe uma de suas cátedras.

A 25 de julho de 1903, Marie enfrentou o julgamento da Sorbonne. Sua tese Recherches sur tes substances radioo-actives, brilhantemente defendida, concedeu-lhe o título de Doutora em Ciências Físicas, com menção de alto louvor. A Royal Society de Londres solicitou a presença do casal. Nesse mesmo ano foi lançada a segunda edição da memorável tese de Marie, que, juntamente com Pierre e Antoine Henri Becquerel, recebeu o Prêmio Nobel de Física.

A França e o mundo inteiro despertaram para a importância do casal. Criou-se uma cátedra para o cientista na Faculdade de Ciências e Marie foi nomeada chefe de pesquisas do departamento.

Um mês depois nasceu a segunda filha Ève, que seria pianista e, mais tarde, escritora, tendo como obra de maior repercussão a biografia de sua mãe.

A 19 de abril de 1906 um trágico acidente separou o casal: Pierre, ao atravessar a Rua Dauphine, rumo à Sorbonne, foi colhido por uma carruagem.

Marie, profundamente chocada, ocupou a cátedra deixada vaga pelo marido, e, sozinha, continuou sua grande obra científica. Era a primeira vez que uma mulher ocupava tal lugar na Sorbonne.

Em 1908 organizou, reviu e prefaciou as Obras de Pierre. Em 1910 publicou um longo trabalho intitulado Traité de radio-activité.

Nessa época, dividia suas pesquisas entre a física e a química. Em 1911 foi distinguida com um segundo Prêmio Nobel: o de química.

Durante a Primeira Guerra Mundial organizou centros de assistência radiológica para os feridos. Em 1918, restabelecida a paz, Marie retorna às suas pesquisas. Começaram, então, as viagens ao estrangeiro. Em 1921, acompanhada por lrène, visitou os Estados Unidos, onde recebeu das mulheres americanas 1 grama de rádio, que doou ao Instituto Curie de Radioterapia, criado na França. Alguns anos mais tarde chegou mais 1 grama, dessa vez destinado ao Instituto de Rádio de Varsóvia, que Madame Curie dirigia de Paris. Em agosto de 1926, o Brasil também conheceu a famosa cientista.

Pesquisas, viagens e, novamente, o laboratório. Em 1933 publicou Les rayons alfa, bêta et gama des corps radioactifs en relation avec la structure nucléaire: era um esquema de todos os progressos realizados na física nuclear.

Morreu com 67 anos, a 4 de julho de 1934, no sanatório de Sancellemoz, vítima das radiações do próprio elemento que anos antes descobrira. Os precursores da era atômica estavam mortos, mas sua obra não. lrène Curie e seu marido, Fréderic Joliot, assumiriam a responsabilidade de continuar o grande edifício estruturado pelo casal.

Em 1935 receberiam o Prêmio Nobel de Química, pela criação de novos elementos radiativos, isto é, pela descoberta da radiatividade artificial.

Informações obtidas em http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/. Por razões que desconheço, esse site não está mais disponível.

1 Comentário

Paul Adrien Maurice Dirac

23/05/2011 às 8:03 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Paul Dirac, Physics, Principles of Quantum Mechanics, Quantum mechanics, Royal Society

Image via Wikipedia

Paul Dirac nasceu em 8 de agosto de 1902 em Bristol, Inglaterra, sendo seu pai Suiço e sua mãe Inglesa. Ele foi educado na Escola Secundária de Merchant Venturer, em Bristol, e então seguiu para a Universidade de Bristol. Ali, ele estudou Engenharia Elétrica, obtendo o grau de Bacharel em Ciências (na área de Engenharia) em 1921. Ele então estudou matemática durante dois anos na Universidade de Bristol, e mais tarde foi para o Colégio de St. John, em Cambridge, como um pesquisador discente de matemática. Ele recebeu seu grau de Ph.D. em 1926. No ano seguinte ele tornou-se um Fellow (Companheiro) do Colégio St. John e, em 1932, Professor Emérito (Lucasian – Supremo Grau Acadêmico) de Matemática em Cambridge.

O trabalho de Dirac concernia aos aspectos matemáticos e teóricos da mecânica quântica. Ele começou trabalhar com a recente mecânica quântica tão logo ela foi introduzida por Heisenberg em 1928 – produzindo independentemente um equivalente matemático que consistia essencialmente de uma álgebra não-comutativa (notação de Dirac) para cálculo das propriedades atômicas – e escreveu uma série de publicações sobre o assunto, publicadas principalmente nos Processos da Royal Society, que levaram à sua teoria relativística do elétron em 1928, e à teoria dos buracos em 1930. Essa última teoria preconizava a existência de uma partícula positiva tendo a mesma massa e carga do já conhecido elétron. Esta, o pósitron, foi descoberta experimentalmente em uma data posterior (1932) por C. D. Anderson, ao passo que sua existência foi igualmente comprovada por Blackett e Occhialini (1933) no fenômeno de “produção e aniquilação de pares”.

A importância do trabalho de Dirac reside essencialmente na sua famosa equação de onda, a qual introduziu a relatividade restrita na equação de Schrödinger. Levando em consideração o fato de que, matematicamente falando, a teoria da relatividade e a teoria quântica eram não apenas distintas uma da outra, mas também opostas, o trabalho de Dirac poderia ser considerado uma fecunda reconciliação entre as duas teorias.

As publicações de Dirac incluem os livros Quantum Theory of the Electron (1928) e The Principles of Quantum Mechanics (1930; 3a. ed. 1947).

Ele foi eleito Fellow (Companheiro) da Royal Society em 1930, sendo agraciado com a ‘Royal Medal’ e a ‘Copley Medal’ da Sociedade. Também, foi eleito membro da Pontifícia Academia de Ciências em 1961.

Dirac viajou extensivamente e estudou em várias Universidades estrangeiras, incluindo Copenhagen, Göttingen, Leyden, Wisconsin, Michigan, e Princeton (em 1934, como Professor Visitante). Em 1929, depois de ter passado cinco meses nos Estados Unidos, ele viajou ao redor do mundo, visitando o Japão em companhia de Heisenberg, e então retornou através da Sibéria.

Em 1937 ele casou-se com Margit Wigner, de Budapeste. Paul Dirac morreu em 1984.

Fonte: Nobel Lectures, Physics 1922-1941, Elsevier Publishing Company, Amsterdam.

Tradução livre de Marcos Ubirajara.

Deixe um comentário

Albert Einstein

14/04/2011 às 7:46 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Albert Einstein, Edward Morley, Heinrich Hertz, History, James Clerk Maxwell, Physics, Teoria da Relatividade

Albert Einstein - Prêmio Nobel da Física em 1921 - Image via Wikipedia

Nos anos que se seguiram à unificação da Alemanha, a cidadezinha de Ulm oferecia uma visão típica dos pequenos centros do sul do país. Nessa cidade nasceu Albert Einstein, a 14 de março de 1879. Sua infância, porém, seria passada em Munique, para onde seu pai, Hermann Einstein, transferira sua loja de artigos elétricos. Ali Albert realizou seus primeiros estudos. Durante o curso secundário, não se adaptando aos métodos rígidos e mecânicos que caracterizavam o ensino da época, desenvolveu um desinteresse crescente pelas atividades escolares. Para muitos professores, o jovem não passava de um estudante medíocre.

Cedo, porém, o “estudante medíocre” tivera sua curiosidade despertada pela ciência: aos cinco anos, presenteado com uma bússola, Einstein sentira a excitação da descoberta, maravilhando-se com o instrumento. É ele mesmo quem analisa essa emoção, que “parece nascer quando uma experiência vem desmentir um mundo de concepções já suficientemente arraigadas em nós. Sempre que tal contradição é sentida com força e intensidade, experimentamos uma reação decisiva na maneira de interpretar o mundo. O desenvolvimento dessa interpretação é, em certo sentido, como um vôo contínuo a partir da surpresa”.

E Albert não parou mais de se maravilhar. Seu tio Jacob, competente engenheiro, despertou-lhe o interesse pela Matemática. Daí para a escolha de um caminho independente foi apenas um passo e, antes de completar quinze anos, Einstein já se decidira – estudaria, sim, mas fora do horário das aulas, e o que lhe interessasse. De qualquer maneira, quando deixou Munique (expulso da escola sob a alegação de que “sua presença minava o respeito dos demais alunos pela instituição”), todos ficaram contentes: ele próprio, por abandonar uma disciplina sufocante; os professores, por se livrarem de um aluno rebelde.

Mudou-se com a família para Milão, onde, atendendo aos insistentes apelos do pai – que se achava à beira da falência e pedia que terminasse logo os estudos para arranjar trabalho – acabou por ingressar na Escola Politécnica de Zurique, na Suíça alemã, formando-se em 1900. Aí conheceu uma estudante húngara, Milena Maritsch, sua primeira mulher, com a qual teria dois filhos.

Durante esse período, dedicou grande parte do seu tempo à leitura de trabalhos dos mestres do século XIX, adquirindo uma visão mais profunda da Física e seus problemas. Preferiu sempre organizar livremente seus trabalhos, sem se preocupar com os exames. Em sua autobiografia, confessa: “Esta obrigação desviava-me de tal forma do meu trabalho que, depois dos últimos exames, só a idéia de abordar um problema científico me aborrecia durante todo o ano. Efetivamente, é quase milagre que os modernos métodos de ensino não tenham estrangulado completamente a curiosidade de investigação, porque esta delicada plantinha, mais do que estímulo, necessita de liberdade, e, se a privam dela, definha e morre”.

Essa incompatibilidade com os meios acadêmicos lhe traria, contudo, dificuldades. Não conseguindo um lugar de assistente na Escola Politécnica, Albert passou os dois anos seguintes dando aulas particulares ou substituindo ocasionalmente algum professor de escola secundária, até obter em 1902, um emprego na Repartição de Patentes de Berna. Sua insegurança financeira terminava, abriam-se novas perspectivas.

A respeito desse emprego, escreveu: “A formulação de atas e patentes era uma bênção para mim, pois permitia-me pensar na Física. Além disso, uma profissão prática é salutar para um homem como eu: a carreira universitária condena um jovem pesquisador a certa produção científica, e somente os caracteres bem temperados podem resistir à tentação das análises superficiais”.

Com o pouco trabalho e a atmosfera razoavelmente serena da repartição, Einstein pôde produzir a maior parte da obra científica que o imortalizaria: três trabalhos publicados em 1905. O primeiro versava sobre o efeito fotoelétrico e valeu-lhe o Prêmio Nobel de Física em 1921. O segundo, sobre o movimento browniano, não só provou de maneira irrefutável a teoria cinética do calor, como forneceu a melhor prova “direta” da existência das moléculas.

A comprovação de sua lei sobre o movimento browniano através da experiência feita por Jean Perrin convenceu os céticos, que eram mais ou menos numerosos nessa época (entre eles, Ostwald e Mach), da realidade dos átomos.

No seu terceiro trabalho de 1905, intitulado Sobre a Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento, eram lançadas as bases da Teoria da Relatividade Restrita, que abriria novos caminhos para o desenvolvimento teórico da Física.

Já no século XIX, esboçava-se a grande revolução científica que daria origem à Teoria da Relatividade. Seus primórdios podem ser encontrados nos trabalhos do escocês James Clerk Maxwell que, em meados desse século, previa teoricamente a existência das ondas eletromagnéticas, que deveriam se propagar com a velocidade da luz (isto é, 300.000 km/seg).

Em 1888, o cientista alemão Heinrich Hertz conseguiu produzir tais ondas em seu laboratório, mostrando que elas podem ser geradas, detectadas, refletidas e refratadas, bem como interferir entre si. Suas observações também comprovaram que a luz é uma onda eletromagnética, ou seja, possui natureza ondulatória.

Essa descoberta trouxe à tona um problema: na teoria newtoniana, uma onda é o produto da vibração de um meio material. As ondas que se formam na água, por exemplo, resultam de uma oscilação que, ao se propagar, afeta as moléculas do líquido. Ora, se a luz é uma onda, é necessário que o espaço seja preenchido por alguma substância que possa oscilar; do contrário, a luz solar não poderia alcançar a Terra. A essa substância deu-se o nome de éter.

Assim, o grande problema dos físicos nos fins do século XIX era demonstrar a existência do éter. Uma série de fatos, relacionados com a incidência da luz das estrelas sobre a Terra, parecia indicar que o éter se mantinha em permanente repouso, tornando-se por isso o referencial absoluto. Levantava-se, dessa forma, a possibilidade de calcular a velocidade da Terra em relação ao éter, desde que se medisse a velocidade da luz em diversas circunstâncias.

E foi o que o cientista Albert Michelson fez em 1881 e repetiu com Edward Morley seis anos depois, numa experiência que se tornou célebre. Supondo que o éter existisse, o movimento de translação da Terra através dele – pela Mecânica de Galileu-Newton – resultaria numa espécie de “vento”; calcularam, então, que as ondas luminosas provenientes de uma lâmpada seriam mais velozes caso se propagassem no mesmo sentido desse “vento” de éter, do que em sentido contrário.

A partir dessa hipótese, Michelson e Morley procuraram medir a diferença entre essas duas velocidades. Para grande espanto de todos, tal diferença não se verificou: a velocidade da luz permaneceu invariável, ou seja, a luz (onda eletromagnética) não sentiu tal “vento” da concepção mecânica. Estava criado um sério impasse. A mecânica clássica entrava em contradição com o novo campo da Física: a Eletrodinâmica de Maxwell.

Na Mecânica de Galileu-Newton imperava o princípio da relatividade de Galileu, enunciado em 1632 nos Diálogos Sobre os Dois Grandes Sistemas do Mundo, exposto por um dos personagens do livro, Salviati, que representa o autor:

“Salviati – Tranque-se com algum amigo no maior salão sob o convés de algum navio e aí procure moscas e outras pequenas criaturas aladas. Para lá, leve também uma grande banheira cheia de água com alguns peixes; e lá, pendure uma garrafa e faça sua água cair gota a gota em outra garrafa de gargalo fino colocada por baixo. Então, com o navio parado, observe cuidadosamente como aqueles pequenos animais alados voam com igual velocidade para todos os lados do salão; como os peixes nadam indiferentemente em todas as direções; e como as gotas caem todas dentro da garrafa de baixo. Tendo observado todos esses pormenores, embora ninguém duvide de que, enquanto o navio permanece parado, eles ocorrerão dessa maneira, faça com que o navio se mova com a velocidade que lhe aprouver, desde que o movimento seja uniforme não variando deste ou daquele modo. Você não será capaz de discernir a menor alteração em qualquer dos efeitos acima mencionados, nem poderá deduzir de qualquer um deles se o navio está em movimento ou parado”.

O navio é o que se denomina um referencial galileano (ou inercial), ou seja, um sistema de referências que se encontra em repouso ou em movimento retilíneo com velocidade constante em relação a outro referencial, o solo.

Segundo a mecânica clássica, era possível até então – uma vez conhecido o estado de movimento de um sistema de referências em relação a outro expressar as coisas que acontecem nesse sistema em termos do que acontece no outro (e vice-versa), pela aplicação das transformações de Galileu, um conjunto de três equações matemáticas.

Essas ‘transformações’, entretanto, não eram aplicáveis aos fenômenos eletromagnéticos. E enquanto os físicos tentavam encontrar a solução desse problema dentro da Mecânica de Galileu-Newton, Einstein decidiu-se por uma posição mais radical.

Embora achasse compreensível a atitude de querer preservar a mecânica clássica, percebeu que essa preocupação estava causando o enfraquecimento de uma das posturas fundamentais para a pesquisa científica, mais importante do que a sobrevivência desta ou daquela teoria: a manutenção de um espírito sempre aberto para as surpresas que a natureza pode oferecer. Como ele mesmo disse: “A fé em um mundo exterior, independente do sujeito que o percebe, se encontra na base de toda ciência da natureza. Como as percepções dos sentidos não dão senão informações indiretas sobre esse mundo exterior, sobre esse ‘real físico’, este só pode ser apreendido pela via especulativa. Daí resulta que nossas concepções do real físico não podem ser jamais definitivas. Se quisermos estar de acordo – de uma maneira lógica tão acurada quanto possível – com os fatos perceptíveis, devemos estar sempre prontos a modificar essas concepções.”

Foi com esse espírito aberto que Einstein atacou o problema com que seus contemporâneos se debatiam. E o ataque foi direto à base: ele negou a validade da Mecânica de Galileu-Newton como um modelo adequado para a descrição de todos os fenômenos físicos.

Na contradição percebida entre o Eletromagnetismo de Maxwell e a Mecânica de Galileu-Newton, Einstein optou pelo primeiro. Generalizando o princípio de relatividade de Galileu (que vale apenas para os casos de velocidades desprezíveis em relação à velocidade da luz), estendeu-o à eletrodinâmica dos corpos em movimento. Em outras palavras, determinou que é impossível, por meio de qualquer experiência realizada dentro de um referencial inercial, seja ela de natureza mecânica ou eletromagnética, colocar em evidência o estado de repouso ou o movimento retilíneo uniforme. Afirmou, dessa forma, a universalidade das leis da natureza.

Para obter o Princípio de Relatividade Restrita de Einstein, deve-se acrescentar ao diálogo de Galileu: “Tranque-se com algum amigo… levando consigo lanternas, ímãs, bobinas elétricas e outros instrumentos eletromagnéticos. A propagação da luz, a interação dos ímãs, cargas e correntes elétricas não porão em evidência se o navio está parado ou em movimento retilíneo com velocidade constante.

Einstein introduziu, ainda, um princípio adicional: “A velocidade da luz, no espaço vazio, tem um valor constante c, independente do movimento da fonte e do movimento do observador (Princípio da Constância da Velocidade da Luz)”.

Esses dois princípios equivalem a aceitar o resultado negativo da experiência de Micheison-Morley e afirmar que o éter não existe. E se não existe o éter a servir de referencial para o movimento dos corpos, então só podemos falar do movimento de um corpo em relação a outro corpo. Portanto, Michelson não poderia mesmo conseguir determinar o movimento da Terra em relação ao éter. Ou seja, a velocidade é um conceito relativo.

O espaço vazio tem, assim, a propriedade de transmitir ondas eletromagnéticas, como as da luz, à velocidade de 300.000 km/seg, independentemente do movimento da fonte e do observador. E, em vez de considerar os campos elétricos e magnéticos como tensões do éter, atribui-se a eles uma realidade material.

Além disso, a grande inovação da Teoria da Relatividade são as modificações que ela introduz nos conceitos de tempo e comprimento dos corpos, afirmando que – conforme o referencial usado para medir essas grandezas – o tempo se dilata e os comprimentos se contraem. Não é fácil aceitar essas evidências, pois a experiência diária que envolve velocidades insignificantes em relação à da luz – parece indicar que, como disse Newton nos seus Princípios, “o tempo absoluto, real e matemático, por si mesmo e por sua própria natureza, flui uniformemente, sem relação com qualquer objeto exterior”, e que “o espaço absoluto, em sua própria natureza, sem relação com qualquer objeto exterior, permanece sempre igual e imóvel”. No entanto, a adoção dos dois princípios de Einstein implica uma revisão do caráter “absoluto” dessas noções.

Hermann Minkowski, que foi professor de Einstein em Zurique, fundiu os dois conceitos num só – o espaço-tempo – a respeito do qual declarou: “A partir de agora o espaço em si e o tempo em si se fundem por completo nas sombras, e só algo que é a união de ambos conserva existência própria”.

Que um corpo tenha 3 dimensões, ninguém duvida. Mas, além disso, ele existe porque o tempo flui através dele, constituindo uma 4º dimensão. Minkowski chamou um ponto qualquer nesse espaço quadridimensional – ou contínuo espaço-tempo – de acontecimento ou evento, que pode ser determinado por quatro números: três para a posição no espaço (comprimento, largura e altura) e um quarto designando o tempo transcorrido.

A Teoria da Relatividade Restrita recebeu importante confirmação experimental algum tempo após sua formulação: verificou-se nos aceleradores atômicos um aumento de massa das partículas à medida que sua velocidade era incrementada.

Os efeitos relativísticos só são detectáveis a velocidades muito próximas à da luz. Por isso, a teoria de Einstein não rejeita a Mecânica de Galileu-Newton, utilizando-a como um caso particular para corpos com velocidades desprezíveis em relação à da luz.

Diz Einstein, no livro escrito de parceria com o físico polonês Leopold Infeld, seu amigo íntimo e colaborador: “Criar uma nova teoria não corresponde a demolir um pardieiro para a construção de um arranha-céu. Será antes subir uma montanha para alcançar visão mais dilatada e descobrir imprevistas ligações entre o nosso ponto de partida e os arredores. Mas o ponto de onde partimos ainda existe e pode ser visto, conquanto apareça cada vez menor e forme uma parte bem minúscula da grande paisagem desvendada pela ampliação de nosso campo visual”. A revolução relativista significou justamente a solução de várias contradições e uma nova maneira de ver e representar o Universo, o “subir da montanha”.

A nova mecânica einsteiniana apresenta ainda a importante relação E = mc², que exprime a equivalência entre a massa e a energia de um corpo. Esta lei afirma que toda variação de massa guarda relação com a variação de energia e vice-versa.

Quando um corpo qualquer irradia energia, automaticamente ele perde massa. Assim, o Sol perde cerca de 4 milhões de toneladas de massa por segundo. Para transferir 1 grama de massa a um corpo, é preciso fornecer-lhe a fabulosa energia de 25 milhões de kWh. De modo que, em condições normais, as variações de massa são insignificantes. Mas, na Física Nuclear, as grandes mudanças de massa constituem hoje uma realidade: o fenômeno mais conhecido é o da bomba atômica, onde uma pequena massa de material físsil fornece uma grande energia.

Com a fórmula E = mc², Einstein demonstrou que o uso da energia atômica era teoricamente possível; mas nada, nem ninguém, podia assegurar que fosse viável na prática.

Ao tempo da Segunda Guerra Mundial, Einstein já se encontrava nos Estados Unidos, refugiado da perseguição aos judeus, que se iniciara em 1933 com a ascensão de Hitler. E a 2 de agosto de 1939, solicitado por vários físicos, entre os quais Szilard, escreveu ao presidente Roosevelt uma carta, em que o alertava sobre o perigo de uma bomba atômica nazista. “Tenho o conhecimento de que a Alemanha pôs fim à venda de urânio das minas tchecas de que se apossou.”

Se a derrota da Alemanha afastou este temor, outro, entretanto, surgiu. Sua carta de advertência fora o ponto de partida para o projeto de fabricação da bomba americana. E Szilard foi novamente à procura de Einstein, para que ele mais uma vez se dirigisse a Roosevelt, desta vez para pedir que não se usasse a bomba americana contra o Japão, já praticamente derrotado. A carta foi enviada.

A 12 de abril de 1945, dia da morte repentina do presidente americano, encontraram esta carta no seu gabinete, ainda fechada. Truman, sucessor de Roosevelt, não deu ouvido a Einstein e aos físicos que o apoiavam, ordenando o bombardeio nuclear de Hiroxima e Nagasaki, com as terríveis conseqüências que se conhecem.

A Teoria da Relatividade Restrita tinha sido aceita com entusiasmo pelos físicos, pois vinha resolver muitos problemas. Mas, quanto à Relatividade Generalizada, até mesmo Max Planck não lhe dava a devida importância: “Se agora está quase tudo resolvido, por que você se preocupa com estes problemas?”

Einstein, entretanto, lançou-se com afinco à nova tarefa de interpretar, em termos relativísticos, os fenômenos da gravitação, trabalho que concluiu em 1916. Em síntese, explicou a gravitação como uma decorrência geométrica do espaço-tempo. Tal hipótese mostra que a presença de um corpo em determinado local causa urna distorção na região que lhe é próxima, pois o efeito dos corpos materiais não é engendrar forças, como afirma a lei de gravitação de Newton, mas curvar o espaço-tempo. Se o corpo tem grande massa, os efeitos da distorção devem ser mensuráveis; assim, um raio de luz proveniente de uma estrela distante e que, para incidir sobre a Terra, tenha que passar próximo ao Sol, deveria sofrer uma alteração em sua trajetória.

Einstein foi mais longe. Se a matéria encurva o espaço-tempo, então é possível admitir a hipótese de que todo o Universo é curvo. E, com essa idéia, criou uma nova Cosmologia.

Ao nível dos fatos experimentais, a Teoria da Relatividade explica três fenômenos importantes: o desvio da órbita do planeta Mercúrio, o encurvamento dos raios luminosos ao passarem perto do Sol e o aumento do comprimento de onda da luz emitida por estrelas densas (desvio para o vermelho gravitacional).

Pouco depois de ter demonstrado a existência das ondas eletromagnéticas, Hertz descobriu outra coisa interessante: que determinadas substâncias, quando iluminadas, emitiam elétrons. Esse fato, conhecido como efeito fotoelétrico, permaneceu sem explicação plausível, até que Einstein dele se ocupou. Recorrendo à recém elaborada teoria quântica de Max Planck – segundo a qual a emissão e absorção da luz, ou da radiação em geral, não acontecem de maneira contínua mas sim descontínua, por saltos ou quanta de energia (plural da palavra latina quantum, que significa “quantidade determinada”) – Einstein aplicou essa concepção ao efeito descoberto, ampliando-a.

Em 1921, Einstein recebeu o Prêmio Nobel pela explicação do efeito fotoelétrico. A celebridade, contudo, jamais alterou seu caráter modesto. Depois que abandonou a Alemanha, em 1933, instalou-se definitivamente no Instituto de Estudos Avançados de Princeton, onde lecionaria o resto da vida.

Ao desfrutar da longevidade - Imagem via Wikipedia

Sua preocupação com o desligamento de tudo o que fosse acessório é bem expressa por Infeld: “Somos escravos de banheiras, geladeiras, automóveis, rádios e milhões de outras coisas. O que Einstein resolveu foi o problema do mínimo: sapatos, calças, camisa e jaqueta, coisas realmente necessárias; seria difícil reduzi-las ainda mais“.

Como homem, não foi menos admirável do que como cientista. Um visitante perguntou-lhe certa vez qual seria, no leito de morte, o balanço de sua vida: fora um sucesso ou tinha sido inútil? Respondeu simplesmente: “Nunca me interessaria por essa questão, nem no leito de morte, nem noutra altura qualquer. Ao fim e ao cabo, não passo de uma partícula da natureza“. Na mesma paz em que viveu, Albert Einstein morreria, em 1955.

Informações obtidas em http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/. Por razões que desconheço, esse site não está mais disponível.

1 Comentário

Erwin Schrödinger

21/03/2011 às 8:19 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Albert Einstein, Erwin Schrödinger, Galileu, Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Max Planck, Paul Dirac, Quantum mechanics, Technische Hochschule

Erwin Schrödinger (1887 - 1961) - Imagem via Wikipedia

Viena, no começo do século XX, era uma cidade alegre e despreocupada. Tomava-se muito chá com bolo em superlotadas confeitarias. Ouvia-se muita valsa e muita opereta de Strauss. Como toda a Europa, Viena vivia gozando as delícias da “belle époque”.

Nesse cenário de opereta, algumas pessoas mais sensíveis preferiam ficar à margem, pois eram capazes de sentir o leve odor de decadência que emanava daquelas frivolidades mundanas e da melancolia dos parques barrocos no outono. Especialmente um jovem loiro, de modos simples, temperamento moderado e olhos muito vivos, que ali nascera a 12 de agosto de 1887. Ele contemplava a comédia que se desenrolava à sua volta, certamente com uma ponta de sutil ironia, posto que era extremamente inteligente e começava a tomar contato com alguns problemas graves na ciência que escolhera para especializar-se. E passaria a ser um dos protagonistas do que Einstein chamou “o grande drama das idéias”.

O drama começara noutro tempo e noutro cenário. O prólogo foi escrito 2300 anos antes por Aristóteles, quando formulou a doutrina segundo a qual todo movimento está ligado a uma força: quando esta cessa de agir, o corpo chega à imobilidade. Era uma concepção puramente intuitiva que seria posta em xeque no século XIV, com o trabalho de Buridan e outros cientistas da Escola de Paris. Transcorreriam ainda três séculos para que fosse definitivamente destronada, encerrando a pré-história da física.

O primeiro ato, propriamente dito, será escrito no século XVII com a figura gigantesca de Galileu, que inicia a mecânica clássica, e Isaac Newton, que constrói um sólido edifício cuja coluna de sustentação é a lei da inércia. Sobre esse alicerce firme e uma rigorosa metodologia experimental e matemática, os físicos puderam elaborar uma mecânica que está na base de todo o conhecimento do Universo. A astronomia de Laplace levou-a ao seu máximo esplendor.

O cenário do drama estava, agora, pintado em cor-de-rosa. Mas não iria continuar assim por muito tempo. Outros fenômenos como os eletromagnéticos e os da propagação do calor e da luz, iriam entrar em cena, abrindo uma crise. Entre a mecânica newtoniana e a nova havia uma diferença essencial: enquanto esta última se refere a “meios contínuos”, a primeira, que abrangia astros, projéteis e balísticas, falava em “pontos materiais” descontínuos. Essa diferença iria causar sérias dificuldades. Apesar disso, tal era a perfeição da mecânica clássica, e tão espetaculares os seus resultados, que os físicos puseram-se a aplicá-la aos novos campos.

Entre eles, James Clerk Maxwell (1831-1879) conseguiu colocar alguma ordem na física das ondas eletromagnéticas, encontrando as equações que regulavam todos os fenômenos conhecidos, nesse campo, com a mesma segurança com que as de Newton descreviam os fatos da astronomia.

A crise, entretanto, irrompeu quando as equações de Maxwell se revelaram incapazes de tratar tanto os fenômenos eletromagnéticos e mecânicos nos quais os movimentos tinham velocidade próxima à da luz, quanto os fenômenos da física microscópica.

Abria-se assim a oportunidade para que outros protagonistas entrassem em cena, a fim de mudar o curso da ação. Um deles, chamado Albert Einstein, encarregou-se da questão dos movimentos dos corpos que se aproximam da velocidade da luz. A partir das equações de Maxwell, foi levado à crítica das idéias de espaço e tempo e formulou a teoria da relatividade.

O outro era aquele jovem loiro, de modos simples, temperamento moderado e cujos olhos vivos começavam a esconder-se atrás de lentes em armação de ouro. Chamava-se Erwin Schrödinger.

O papel que lhe ficara reservado no drama era resolver a impossibilidade de tratar os fenômenos microscópicos por meio das equações da mecânica clássica. Esse problema podia ser formulado assim: por que os elétrons deviam mover-se apenas em órbitas com certos valores definidos e distintos da energia e do momento angular?

Nenhuma particularidade da estrutura das equações clássicas permitia a explicação do fato. As hipóteses formuladas por Bohr e Sommerfeld pareciam adequadas para solucionar o problema particular do átomo de hidrogênio, mas não para construir uma teoria que abrangesse todos os fenômenos microscópicos.

Schrödinger encontrou a pista para a solução no trabalho de Louis de Broglie. Este físico francês tinha, em 1924, descoberto o duplo comportamento da matéria. Um elétron, por exemplo, pode comportar-se ora como partícula material, ora como feixe de ondas, e o comprimento destas depende de sua quantidade de movimento. A matéria apresenta-se, portanto, sob dupla forma, como corpúsculo ou como onda. A relação estabelecida por Broglie, no entanto, descrevia apenas o comprimento de onda das partículas, não estabelecendo sua equação fundamental. De qualquer modo, estava ali a chave com a qual Schrödinger iria abrir as portas para a criação da mecânica quântica.

Em sua inteligência astuta, surgiu uma interrogação: se as partículas microscópicas comportam-se como ondas, quando se movem no espaço, porque então não procurar descrever seu movimento de ondas, ao invés de átomos, e abandonar completamente o caminho seguido pelas equações newtonianas da mecânica dos pontos materiais, encontrando para esse movimento equações do tipo das de Maxwell?

Com esse fio condutor, Schrödinger lançou-se ao trabalho, tentando identificar, no comportamento das partículas, as propriedades que permitissem estabelecer sua equação de onda. Chegou então à famosa equação que recebeu seu nome, vindo a ser a fórmula básica da mecânica ondulatória, e valendo-lhe a obtenção do prêmio Nobel, juntamente com o físico inglês Paul Dirac, em 1933.

Equação de Schrödinger

A honraria vinha coroar uma brilhante carreira universitária, que se iniciara na Universidade de Viena, onde se formou e depois lecionou até 1920, quando se transferiu para Jena. O mesmo ano vai encontrá-lo como professor extraordinário na Technische Hochschule de Stuttgart, e no ano seguinte nas universidades de Breslau e Zurique. Em 1927 sucede a Max Planck, criador da mecânica quântica, na Universidade de Berlim, e participa do Kaiser Wilhelm Institute, organização científica excepcional, que congregava os maiores cientistas da época.

Seu trabalho nos domínios da física foram além da criação da mecânica ondulatória, muito embora esta permaneça como seu maior feito. Pesquisou desde o campo das vibrações até o do calor específico dos cristais, da mecânica quântica à espectroscopia e à teoria dos campos.

Mas sua inteligência criadora não parou aí. Movido por uma visão sintetizadora do conhecimento científico, penetrou na esfera da biologia, até então separada da física por um abismo. Em 1945 vem à luz o resultado de seus esforços para compreender os seres vivos, quando publica What is Life?, onde sugere uma hipótese para explicar o que os físicos chamam de salto, e os biólogos de mutação. Sustenta que, à luz da mecânica quântica, é legítimo admitir que um novo arranjo estrutural determina o sucessivo desenvolvimento de um organismo vivo. Com esse trabalho tornou-se um dos precursores da biofísica.

Indo além do plano das ciências naturais, penetrou no universo da reflexão filosófica numa série de conferências proferidas na Universidade de Dublin, e posteriormente editadas sob o título Science and Humanism, em 1951. Com elegância de estilo, clareza de idéias e simplicidade de exposição, aborda o problema das implicações teóricas e morais da nova física, especialmente o “princípio das incertezas de Heisenberg”, segundo o qual não é possível determinar, simultaneamente, a posição e a velocidade de um elétron. Com admirável isenção, refuta os colegas que consideravam o princípio das incertezas como uma questão subjetiva. Quanto à sua vinculação com o livre arbítrio, lembrando Cassirer, mostra como uma coisa nada tem a ver com a outra. Primeiro, porque a mecânica quântica só é indeterminista quando aplicada a fenômenos isolados, e segundo, porque a conduta humana, em sua globalidade, não deixa lugar para a estatística.

Um intelecto privilegiado como o de Schrödinger, que não se limitava a uma especialidade, mas se preocupava com o saber como um todo, que procurava tornar o conhecimento do mundo físico parte de uma visão humanista muito mais ampla, não poderia deixar de ser um cientista incômodo ao sistema social e político, que começava a carregar as nuvens da Europa de então. O nacional-socialismo toma o poder na Alemanha em 1933 e Schrödinger é obrigado a deixar a cátedra de física da Universidade de Berlim. Dirige-se então para Oxford, na Inglaterra, e Graz, na Áustria, que também é obrigado a deixar, logo após sua anexação pelos nazistas. Aceita então o convite de Eamon de Valera, primeiro-ministro irlandês, e torna-se “professor senior” do Institute for Advanced Studies de Dublin. Na Irlanda, sua segunda pátria, permanece até 1956, quando retorna a Viena, onde vem a falecer em 4 de janeiro de 1961.

Informações obtidas em http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/. Por razões que desconheço, esse site não está mais disponível.

Deixe um comentário

Max Karl Ernst Ludwig Planck

24/02/2011 às 7:34 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Max Planck, Max von Laue, Quantum mechanics

Max Plank em 1901 - Imagem via Wikipedia

Max Planck nasceu em Kiel, a 23 de abril de 1858, descendendo de uma família de teólogos e juristas. Com nove anos de idade seguiu com seu pai, professor de direito, para Munique. Enquanto rapaz, suas preferências dividiam-se entre a arte e a ciência. No colégio, sua habilidade com a matemática era tal que, quando o professor dessa cadeira não comparecia, ele era chamado a substituí-lo. E, dentro da arte, o seu maior entusiasmo era pela música, à qual se dedicou com grande paixão. Foi regente da orquestra da Universidade de Munique e também de alguns coros particulares. Foi compositor, tendo deixado, entre outras obras, uma opereta de câmara. Embora sua verdadeira vocação fosse a ciência, a música constituiu um refúgio onde podia esquecer seus problemas, permanecendo até o fim de sua vida como uma fonte de conforto e satisfação.

Outra das distrações de Max Planck era o alpinismo, que praticou até idade avançada. Aos 62 anos escalou o Jungfrau, monte suíço com cerca de 4.000 metros de altura.

Seus estudos superiores na Universidade de Munique sofreram um hiato de um ano, durante o qual teve oportunidade de acompanhar na Universidade de Berlim cursos de física ministrados por Von Helmholtz e Kirchhoff. Nessa época, teve sua atenção vivamente despertada pelo estudo da termodinâmica. De volta a Munique, prosseguiu suas pesquisas nesse campo, não conseguindo, porém, grande sucesso. Apesar disso, laureou-se com uma tese sobre o segundo princípio da termodinâmica.

Na expectativa de conquistar uma cátedra em uma universidade européia, realizou uma série de conferências sobre o ramo científico no qual se havia especializado. Contudo, a cátedra, à qual Planck realmente aspirava, era a de física teórica.

Em 1885, foi nomeado professor de física teórica da Universidade de Kiel e a partir de então começou a projetar-se no mundo científico. Entre seus trabalhos dessa época, destaca-se um estudo sobre a natureza da energia, enviado à Universidade de Göttingen. Dos pesquisadores que remeteram seus trabalhos, Planck foi o único a ser premiado.

Em 1889 a influente amizade de Von Helmholtz valeu-lhe a transferência para a Universidade de Berlim, como sucessor de Kirchhoff. Alguns anos mais tarde, passou a ocupar a cátedra de física teórica – seu grande sonho. Essa permanência em Berlim deu-lhe a possibilidade de conviver com pesquisadores famosos, como Reymond, Mommsen, Nernst, Ostwald, além do grande Helmholtz.

Em fins do século XVIII, uma das dificuldades da física consistia na interpretação das leis que governam a emissão de radiação por parte dos corpos negros.

Tais corpos são dotados de alto coeficiente de absorção de radiações; por isso, parecem negros para a vista humana. Eles possuem a interessante propriedade de emitirem radiações de diferentes comprimentos de onda, à medida que muda a temperatura à qual são levados. Quanto mais alta esta última, mais completa se mostra a gama da radiação emitida, tendendo para a cor branca; quanto mais baixa a temperatura, mais deslocado se mostra o espectro da radiação emitida, que tende então para o vermelho. Sob temperaturas inferiores a certo limite, situado em torno de 5000 C, o corpo negro emite sensivelmente apenas radiações infravermelhas.

Utilizando os preceitos científicos então existentes, podia-se explicar facilmente que um corpo idealmente negro deve ser também um perfeito emissor de radiação: com o tempo, o corpo negro irradia no espaço, sob a forma de radiação térmica, toda a energia que contém.

Não era, porém, possível explicar a distribuição da energia pelos vários comprimentos de onda: a emissão de radiação não se dá em um só comprimento de onda; além disso, o que se desloca com a temperatura é o comprimento de onda correspondente à máxima emissão de energia.

Segundo as teorias vigentes, um átomo estaria em condições de emitir ou absorver radiações com continuidade. Essa foi a primeira dificuldade com a qual Planck deparou quando abordou o problema. Entretanto, com sua imaginação fecunda, percebeu que era possível interpretar a curva de distribuição das radiações emitidas pelo corpo negro simplesmente supondo que cada átomo agia como uma corda vibrante, capaz de emitir, de uma só vez, sob a forma de um pequeno grupo de ondas, toda a energia nele contida. Seria como se a corda vibrante, quando excitada, pudesse descarregar de uma só vez todo o som que é capaz de gerar, ao invés de sofrer uma lenta atenuação em sua vibração.

Planck, seguindo essa linha de raciocínio, supôs que o átomo emitisse radiação em “pacotes”, que denominou, no singular, de quantum. Cada um deles conduziria toda a energia de uma excitação atômica. E mais: todo quantum deveria ser constituído de radiação eletromagnética, com freqüência que dependia de energia nele contida. A hipótese completava-se com as considerações de que a freqüência da oscilação eletromagnética seria proporcional à energia do quantum. Em qualquer quantum do universo, a relação entre a energia contida e a freqüência da radiação emitida deveria apresentar um mesmo valor, isto é, deveria ser uma constante universal.

Essa constante foi indicada pela letra h e hoje é conhecida como constante de, Planck (h = 6,62 x 10-34 J x s).

Em 14 de dezembro de 1900 veio à luz sua teoria sob a forma de uma comunicação à Sociedade Alemã de Física. Os estudos de Einstein e Bohr, posteriormente, vieram complementá-la.

Por quarenta anos Planck lecionou na Universidade de Berlim, da qual foi também reitor, de 1913 a 1915.

Seu pensamento filosófico considerava o materialismo dialético como premissa fundamental de toda pesquisa científica. Embora condenando a intromissão de questões religiosas na ciência, admitia uma função social na religião.

Selo comemorativo dos 150 anos de nascimento do Físico Max Plank

As inúmeras honrarias que recebeu – foi presidente do Instituto Kaiser Guilherme de Física, membro da Academia de Ciências, Prêmio Nobel de Física em 1918 e inspirador da Medalha Planck em 1929 – não foram suficientes para confortá-lo das muitas mágoas que o atingiram. De dois casamentos havia tido cinco filhos. Uma das filhas casou-se com Max von Laue (Prêmio Nobel por seus estudos sobre raios X), mas dois filhos tiveram sorte trágica. Um tombou em Verdun, durante a I Guerra Mundial, e outro foi morto por agentes da Gestapo, em 1944, por haver participado de um atentado contra a vida de Hitler.

Ao fim da guerra, sua casa em Berlim estava destruída. E também arrasada estava sua preciosa biblioteca. Max Planck, fugindo ao palco da tragédia, retirou-se para Göttingen, onde faleceu a 3 de outubro de 1947. Sua morte passou completamente despercebida no mundo ainda conturbado pelas conseqüências da guerra recém-finda.

Plank com Einstein

Informações obtidas em http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/. Por razões que desconheço, esse site não está mais disponível.

Deixe um comentário

A Ousadia de Behram Kursunoglu

13/03/2009 às 9:23 (Grandes Mestres da Física)
Tags: Kursunoglu

Em 1949, Einstein e Schrödinger, independentemente, após muitos anos de tentativa e erro, chegaram a conclusões similares na solução do problema crônico da geometrização da Física numa teoria do campo unificado da gravitação e eletromagnetismo. Suas teorias tiveram uma menos que entusiástica recepção por outros Físicos contemporâneos. Em virtude da ameaça de se descontinuar o “trem” dos tempos, Kursunoglu começou trabalhando nas teorias propostas por Einstein e Schrödinger. Após certo tempo, ousou comunicar suas próprias conclusões a ambos esses grandes homens. Para um principiante estudante de graduação de Cambridge, suas respostas estavam longe de serem encorajadoras. No verão de 1951, convenceu-se que ambas versões do campo unificado estavam em completo desacordo com as observações físicas. Todavia, o formalismo matemático proposto era bonito e único naquilo que ele poderia ser, dentro das teorias estabelecidas da relatividade geral e do eletromagnetismo, mas uma forma não simples de procurar uma descrição unificada das forças mais fundamentais da natureza.

Kursunoglu continuou sua correspondência com Einstein e Schrödinger, até completar sua tese de PhD em Cambridge em 1952. Uma nova e mais geral versão da sua teoria apareceu na Physical Review de dezembro de 1952. Neste ínterim, tinha ido à Universidade de Cornell como um membro de pós-douturamento. Em 1953 foi convidado a dar uma palestra sobre sua teoria no Departamento de Física da Universidade de Princeton, e, assim, preparou-se para visitar Einstein em sua casa em 19 de novembro de 1953. Em longa discussão de 4 horas, Einstein concordou que sua versão da “teoria da gravitação generalizada” era mais geral que suas formulações, mas certamente não mais simples. “O tempo mostrará”, disse Einstein, “qual dessas duas teorias encontrará uma unificação real da gravitação e eletromagnetismo.”

Kursunoglu sentia a atmosfera naquele tempo nos USA um tanto desencorajadora para sua ambiciosa tentativa e decidiu fazer paz com as tendências da Física então existentes, e descontinuou as pesquisas futuras neste campo. Todavia, sempre que conseguia, publicava trabalhos ocasionais sobre a teoria, um em 1957 (Review of Modern Physics) e outro em 1960 (Nuovo Cimento). Após errar sobre secos e amarelos pastos, compreendeu que o tempo era chegado de tentar entrar outra vez com a matemática da teoria que havia proposto há vinte anos. Tentaria resumir os resultados do trabalho que tinha feito desde o verão de 1973. Compreendeu que os resultados eram novos, excitantes e esperava que todas as predições correntes da teoria em relação à natureza das partículas elementares, a idade e estrutura do universo possivelmente seriam confirmadas pela experiência. Em particular, experiências baseadas na colisão de feixes de alta energia de partículas e anti-partículas (“storage rings”) eram de especial interesse para a confirmação de sua teoria.

Kursunoglu inclinava-se a entender que a unificação das ciências naturais poderia ser melhor demonstrada numa teoria onde a realidade física completa fosse representada por um simples conceito de campo. A fundamentação matemática para tal eventualidade fora proposta por Einstein e também por Schrödinger nos últimos anos 40 e primeiros 50. As equações de campo propostas daqueles autores estavam baseadas numa generalização da Teoria da Relatividade Geral de Einstein, mas ainda eram incompletas, uma vez que as equações não continham uma constante fundamental das dimensões de um comprimento e não forneciam uma interpretação física para várias quantidades matemáticas em suas teorias. Uma interpretação diferente da abordagem de Einstein-Schrödinger foi proposta por Kursunoglu em 1952, a qual levou, como uma conseqüência consideração geométrica unicamente estabelecia, a uma teoria contendo um pequeno comprimento fundamental r0. Foi descoberto, então, que para r0 = 0 a nova teoria reduzia-se à Teoria da Relatividade Geral de Einstein de 1916. A existência deste tipo de princípio de correspondência forneceu uma base sólida para a interpretação física da teoria e desse modo removeu o maior obstáculo para a construção de uma correta Teoria do Campo Unificado.

(O trecho acima foi extraído de seu próprio artigo intitulado: “Uma História Não-Técnica da Teoria da Gravitação Generalizada Dedicada ao Centenário de Albert Einstein”, o qual é traduzido e comentado em diversos posts neste blog).

Paul Dirac (1902-1984) e Behram Kursunoglu (1922-2003)

Foto obtida do site Department of Physics – University of Miami.

A desdobramento desta discussão pode ser lido em Uma Nova Carga e links relacionados.

Deixe um comentário

« Entradas mais antigas

	muccamargo em Marcelo Damy de Souza San…
	Paschoal Chibirca em Marcelo Damy de Souza San…
	maria cristina m. d´… em Pérolas do Universo – Fa…
	Fernanda Camargo em O Resgate de Jalin e Kris…
	Elidiony Borges Da S… em O Lago do Lótus

fevereiro 2012
S	T	Q	Q	S	S	D
« jan
		1	2	3	4	5
6	7	8	9	10	11	12
13	14	15	16	17	18	19
20	21	22	23	24	25	26
27	28	29

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Compartilhe isto:

Sutra de Lotus e Nirvana

Traduções e Citações

Google Translations

Abrace essa Causa

Sutra de Lótus – 2a. Edição

Others Flights

Cantinho do Leitor

Sutra de Lótus – Capítulos

Quem Sou!

Assinatura por e-mail?

Categorias

Palavras-Chave

Últimos Posts

Os Dez Mais

Links Mais Acessados

Visitantes

Localidades Visitantes

Comentários Recentes

Minhas Fotos

Blogroll

Sites Que Leio

Siga-me pelo RSS

Feeds por FeedBurner

Arquivos

Calendário

Redes Sociais

Bases

Spams Bloqueados

Follow “Cristal Perfeito”