Reações do Estado Sólido e Interações Entre Defeitos (continuação – 1)

Recombinação Elétron-Pósitron

A idéia devida a Dirac sobre os buracos de energia, que tem servido de base para as teorias de coexistência de matéria e antimatéria (lembremos a indissociabilidade de matéria e energia), vem agora realimentar a discussão que mantivemos até aqui. Evento já observado em inúmeras experiências, a recombinação de pares elétron-pósitron nos coloca diante de um Universo de dimensões jamais sonhadas pela ciência pré-Einsteniana.

Em primeiro lugar, lembremos o fenômeno de irradiação de luz dos elétrons. Estas partículas de carga elétrica negativa e massa de repouso m = 9.1 x 10^-28 g, seja na sua propagação num campo elétrico ordinário, seja nas órbitas atômicas, eventualmente podem irradiar freqüências na faixa do visível. Esta emissão de energia radiante é indissociável da sua própria função de existência ou, em outras palavras, de sua energia total. Quando aceleradas em campos, estas partículas emitem luz característica de sua freqüência de vibração; isto é, a quantidade de energia (E = mc²) e a sua energia cinética traduzem-se pela emissão de fótons. Por outro lado, quando se encontra num sistema em equilíbrio dinâmico, tal como numa órbita atômica, estas partículas-onda não podem ter sua existência detectada senão através de uma perturbação externa. A perturbação, excitando o elétron para níveis de energia acima do fundamental, confere a este um caráter de defeito e, nesse caso, a recombinação se dá pela desexcitação do nível de energia através da emissão de fótons de luz característicos de cada nível. Esta experiência nos informa e individualiza a natureza de cada átomo, bem como descreve a sua estrutura de camadas eletrônicas.

Há relativamente pouco tempo, a Física das partículas elementares detectou uma partícula de comportamento muito semelhante ao do elétron, com exceção da carga que, de mesmo valor, apresentava sinal positivo. Batizada com o nome de pósitron, esta partícula trouxe aos olhos da ciência o Universo do “Anti”, proposto filosoficamente até então. Finalmente, a evolução dos experimentos da Física Nuclear mostrou que esta partícula (ente do Universo de energia negativa) poderia manifestar-se em sua forma no Universo material (do lado de energia positiva), portanto, na forma de um “defeito” e, eventualmente, recombinar-se com seu par, o elétron. Mostraram ainda as experiências que o encontro de ambas na presença de um campo forte o suficiente para que haja conservação de momento no recuo da interação, faz com que as mesmas aniquilem-se mutuamente, emitindo dois fótons de energia E = 0.511 keV, na mesma direção e sentidos opostos para a conservação de momento. O evento sugere que as antipartículas possuem massa negativa, sendo necessário um fóton de energia E > 2mc² para, no processo inverso, criar o par nas mesmas circunstâncias acima (por exemplo, nas vizinhanças de um núcleo atômico onde o campo é forte o bastante). Revela ainda a experiência que a recombinação manifesta-se pela emissão de luz, indicando uma desexcitação de energia em forma material (defeito) para um estado energético mais fundamental (luz).

Reações do Estado Sólido…(Início)

Reações do Estado Sólido…(continua – 2)

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Reações do Estado Sólido…(continua – 4)

Reações do Estado Sólido…(continua – 5)