Quando o fóton foi comprovado experimentalmente?

O fóton, que pode ser definido como uma partícula de luz, foi proposto teoricamente, em 1905, pelo físico de origem alemã Albert Einstein (1879-1955), que o classificou como a “ideia mais revolucionária” de sua vida. 

Einstein chegou a esse resultado ao analisar o efeito fotoelétrico, fenômeno no qual a luz, ao incidir sobre a superfície de metais, arranca dela elétrons – por sinal, Einstein ganhou o Nobel de 1921 por esse trabalho.

A ideia de que a luz tinha natureza corpuscular foi polêmica desde o início. Por exemplo, o físico alemão Max Planck (1858-1947) – grande incentivador da carreira de Einstein e propositor de ideia semelhante em 1900 para a energia – considerou essa ideia equivocada. 

Em 1913, em carta recomendando Einstein à Academia Prussiana de Ciências, Planck escreveu que seu colega havia dado contribuições relevantes para a física teórica, apesar de ter proposto o “quanta de luz” (fóton). E justificou: não se podem introduzir novas ideias sem correr riscos – entenda-se, cometer erros.

A primeira prova da natureza corpuscular da luz – ou seja, da realidade física do fóton – surgiu em um experimento de Arthur Compton (1892-1962). Nele, esse físico estadunidense fez fótons colidirem contra elétrons. Em termos simples, esses resultados mostravam que o fóton se comportava como ‘uma bola de bilhar’, ricocheteando no elétron. 

O fenômeno ficou conhecido como efeito Compton. Pouco depois, resultados semelhantes foram obtidos por dois físicos alemães, Hans Geiger (1882-1945) e Walther Bothe (1891-1957). 

Por volta de 1925, novos experimentos de Compton, bem com de Geiger e Bothe, corroboraram os resultados anteriores. A partir daí, dizimou-se a dúvida sobre a realidade do fóton – realidade da qual, segundo o físico e historiador da ciência holandês Abraham Pais (1918-2000), só um físico nunca duvidou entre 1905 e 1925: Einstein.

E para encerrar, o termo fóton, na área da física, foi proposto pelo físico-químico estadunidense Gilbert Lewis, em 1926.

Em textos de física, Big Science é um termo recorrente. O que significa?

O termo se refere a um modo de fazer ciência que teve origem na Segunda Guerra Mundial com o chamado Projeto Manhattan, que construiu as bombas atômicas lançadas sobre o Japão, em agosto de 1945.

Esse projeto reuniu milhares de cientistas, engenheiros e técnicos sob o comando do Exército estadunidense, em empreitada ultrassecreta.

Logo depois do fim da Segunda Guerra, ganhou força nos EUA esse modo centralizado de fazer ciência e administrar milhares de especialistas. Nele, cientistas passaram a trabalhar em grandes laboratórios nacionais, exigindo dos chefes desses projetos capacidade empresarial de administrar pessoas, verbas e metas. 

Um dos primeiros exemplos de Big Science foi a construção da primeira câmara de bolhas (tipo de detector para partículas subatômicas) e a do acelerador Bévatron, também na costa oeste dos EUA. Esses equipamentos levaram, na década de 1950, à detecção do antipróton (próton negativo).

Nos EUA, projetos de Big Science sugavam volumes imensos de verbas vindas de setores militares, a ponto de, em 1954, 98% do financiamento para a física básica naquele país virem da área de defesa – incluindo a poderosa Comissão de Energia Atômica, sucessora do Projeto Manhattan.

Estudos de história da física mostram que essas agências de defesa tinham pouco (ou nenhum) interesse nos resultados científicos: a intenção do financiamento era manter os cientistas mobilizados no pós-guerra, em um período hoje conhecido como Guerra Fria, marcado pela tensão geopolítica entre os EUA e a então União Soviética.

No fim da Segunda Guerra, surgiu o que historiadores da ciência denominam ‘metafísica da Guerra Fria’, ou seja, conhecimento é poder político, econômico e militar. O Brasil foi dos poucos países (talvez, o único) em desenvolvimento que perceberam e, guardadas as proporções, puseram em prática essa doutrina. Isso se deu por meio da montagem de um laboratório de física – ligado ao então recém-fundado Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, no Rio de Janeiro (RJ) – a cerca de 5 mil metros de altura no monte Chacaltaya (Bolívia) e da tentativa (frustrada) de construir um acelerador de partículas gigante – no caso, o interesse dos militares era o ciclo completo da energia nuclear, que o Brasil domina hoje.

Nas décadas seguintes, outras áreas da ciência emularam a estrutura da Big Science. Exemplos: o Projeto Genoma, com milhares de pesquisadores de vários países, e um sem-número de colaborações internacionais em astronomia e astrofísica. Hoje, na área de física, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN), com sede na Suíça, é um caso emblemático de Big Science.

 

Cássio Leite Vieira

Jornalista
Especial para a Ciência Hoje

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