A revolução de 1911

Você pode estar pensando:

“- Revolução? Em 1911? Fernanda enlouqueceu… tanto tempo longe do blog fez mal pra cabeça dela…”.

ou

“-Bem, houve mesmo uma revolução na China em 1911…. mas como isso estaria relacionado à química ou à nanotecnologia? Bala Mágica por acaso virou blog de história agora? Fernanda enlouqueceu… tanto tempo longe do blog fez mal pra cabeça dela…”

ResearchBlogging.org Embora tenha mesmo ficado distante do blog porque meu lado rato-de-laboratório aflorou de forma particularmente intensa nos últimos tempos, ainda não perdi o juízo. Realmente acredito que uma revolução aconteceu em 1911, e não foi na China. Ora, vejamos…. há cem anos uma mulher ganhou o Prêmio Nobel de Química. Sim, a admirável pesquisadora franco-polonesa Marie Sklodowska-Curie. Admirável, por ser a primeira mulher a receber o título de Doutora em Ciências na Europa e ainda por cima ser a primeira pessoa a receber dois Prêmios Nobel na vida – de Física em 1903, pela descoberta da radioatividade, e de Química logo depois, pela descoberta dos elementos polônio e radio. Embora possa parecer, não é da revolução feminista que quero falar. Até porque sabemos que ela aconteceu só uns cinqüenta anos depois.
A revolução à qual me refiro começou sem armas, mas com muitos choques. Foi causada pela descoberta de novos espaços, mas sem tomada de territórios. Não ocorreu por iniciativa de ativistas políticos ou de um líder do povo, mas sim por causa de um pequeno grupo de físicos, na solidão de um laboratório na Universidade de Manchester (UK).
A saga começa cerca de 10 anos antes da data apontada no título desse post, quando os físicos Ernest Rutherford e Paul Villard classificaram diferentes tipos de radiação conforme sua capacidade de penetrar em objetos e causar ionização. A radiação foi dividida por esses cientistas em alfa, beta e .. adivinhe… gama. Destas, a radiação alfa é aquela que apresenta menor capacidade de penetração, podendo ser bloqueada por uma simples folha de papel. Podemos considerar essa radiação como sendo partículas com carga positiva e massa determinada – hoje, sabemos que partículas alfa nada mais são que dois prótons e dois nêutrons (ou seja, o núcleo de um átomo de hélio-4). Só para situar o leitor sobre o grau de conhecimento da época, ainda acreditava-se que os átomos eram formados por um mar de carga positiva contendo regiões pontuais de carga negativa (o famoso modelo do pudim de passas sobre o qual ouvimos falar na escola).
As partículas alfa podem ser obtidas a partir do decaimento de brometo de radio, um dos compostos radioativos descobertos por madame Curie. E foi justamente brometo de radio que os físicos Hans Geiger e Ernest Marsden utilizaram para produzi-las, num experimento famoso coordenado por Ernest Rutherford em 1909. Ao redor de uma folha de ouro muito fininha mesmo, foi disposta uma folha circular de sulfeto de zinco. A ideia era bombardear a tal folha de ouro fininha com partículas alfa, pra ver o que aconteceria. O sulfeto de zinco atuaria como uma espécie de filme fotográfico, marcando os locais para onde as partículas alfa seriam projetadas após o bombardeio. Qual seria a hipótese lógica para esse experimento na época? Todas as partículas alfa (cuja carga era positiva, já se sabia) atravessariam a folha de ouro, porque a carga positiva estaria bastante “espalhada” no pudim esférico que constituía os átomos, de forma que não haveria repulsão significativa de carga. Algumas partículas alfa poderiam sofrer alguns pequenos desvios, se encontrassem pelo caminho as “passas” de carga negativa mais concentrada ali presentes.
Surpreendentemente, os cientistas observaram não só o esperado, mas também algo completamente bizarro: algumas daquelas partículas alfa bombardeadas simplesmente ricochetearam de volta! Rutherford interpretou esse resultado no seu famoso artigo de 1911, como sendo causado pela presença de algo realmente muito denso e pequeno no centro do átomo, que impediria a passagem das partículas alfa numa colisão de frente. Esse “algo” provavelmente teria carga positiva também. E as cargas negativas? Bem, elas deveriam estar ali no átomo para neutralizar as cargas positivas. No entanto, muitas partículas alfa não foram desviadas, e se topassem com cargas negativas, necessariamente seriam desviadas (aquela velha história dos opostos, você sabe). Bem, se não bateu em nada positivo, nem em nada negativo, não bateu…. em nada! Sim, o átomo seria um sistema composto por um núcleo muito pequeno de carga positiva e massa considerável, envolto por um gigantesco espaço onde estariam os elétrons de carga negativa e um monte de ….. vazio. Tal qual uma bola de futebol no meio de um estádio, com apenas algumas centenas de pessoas nas arquibancadas, assim seria um átomo com seu núcleo e seus elétrons (os quais estariam nessa região imensa ao redor do núcleo, chamada eletrosfera). Definitivamente, os dias de analogia culinária para o átomo haviam acabado.
As ideias de Rutherford serviram como base para um novo entendimento sobre a estrutura da matéria. Desde então, tivemos um século de descobertas espantosas, e um salto gigantesco no âmbito da química – motivo mais que suficiente para um ano inteiro de celebração. Interessante como descobrir tudo e nada onde menos se esperava fez toda a diferença …
[continua no próximo post …. ]
(a reflexão que resultou nesse post e no próximo veio de uma conversa sobre história da ciência, no meio de tantas outras, num desses dias de fevereiro… obrigada ao Fabiano pela inspiração e pelas ideias para esses textos)

Geiger, H., & Marsden, E. (1909). On a Diffuse Reflection of the Formula-Particles Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 82 (557), 495-500 DOI: 10.1098/rspa.1909.0054
Rutherford, E. (1911). The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom Philosophical Magazine , 6 (21), 669-688

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Discussão - 4 comentários

  1. Daniela Albring disse:

    Oi, querida Fe! Adorei a aula de história da ciência através deste post!! Muitas frases geniais!!!
    Continuarei de olho por aqui! Beijos, parabéns!

  2. Fabiano Bernardi disse:

    Parabens pelo texto! Expoe de forma clara algo que muitas vezes eh dificil de explicar em sala de aula.
    Genial a frase: “Foi causada pela descoberta de novos espaços, mas sem tomada de territórios.”
    Eh interessante notar que, por ter detectado particulas retroespalhadas, a priori, esse “algo com carga positiva” poderia ser grande, ocupando a maior parte do atomo. Acontece que muito poucas particulas foram retroespalhadas (algo como 1 a cada ~ 10000), o que fez com que ele concluisse que esse algo deveria ser necessariamente pequeno, ja que a chance de colisao (e consequentemente de deteccao) era pequena.

  3. João Guilherme disse:

    Então seria certo concluir que existe um espaço vazio, imenso, na matéria que manuseamos diariemente?
    Alias há uma aula super boa de história da ciência no doc.( Big Bang Machine da BBC). Bem é isso..
    Aguardamos a continuação deste post.

  4. Mal sabiam eles que isso seria o início do fim do modelo determinístico…
    []s,
    Roberto Takata

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