Apostilas sobre 100 Anos do Prêmio Nobel de Física.

Se vocês estão esperando a vovó contar as histórias dos grandes heróis da ciência, tipo Maria Curie se esgotando na frente de uma fornalha e outras pieguices de Hollywood, podem esperar sentados. Vou mais é falar de alguns que não ganharam e contar umas coisinhas sobre outros que ganharam. A verdade é a seguinte: quem pretende ser um cientista e se dedicar à Fisica vai conviver com algumas boas pessoas, brilhantes e simpáticas, mas, também terá de aturar alguns rematados canalhas, presentes em qualquer setor da atividade humana. Só que a ciência é tão prazeroza que compensa esses dissabores.

1 – ROENTGEN – Esse foi o primeiro, há exatamente 100 anos. E, em 1905, Lenard, que já era nazista antes de Hitler, também ganhou o seu.

Wilhelm Roentgen

 

Wilhelm Conrad Roentgen descobriu os raios-X no final de 1895, quando já tinha bons 50 anos de idade. Em 1901, ganhou o primeiro prêmio Nobel de Física por esse trabalho. A história dessa descoberta está contada em outro local e não preciso repetí-la.
NOTA DO EDITOR: Veja a seção especial sobre os RAIOS-X.

Phillip Lenard

 

Ninguém pode negar a importância da descoberta de Roentgen. Quem já “bateu uma chapa” alguma vez na vida só pode ser grato ao alemão. No entanto, pelo menos uma pessoa odiou o sucesso de Roentgen e passou a vida a falar mal dele. Chamava-se Phillip Lenard e vou falar um pouco dele para que vocês aprendam que os embates científicos nem sempre são leais.

 

Lenard era considerado um entendido em raios catódicos, algo descoberto pelo inglês William Crookes. Esses “raios” são produzidos em um tubo de vidro vedado e evacuado e passam de uma placa metálica (o “catodo”, daí o nome) para outra (o “anodo”). Na época em que Crookes, Lenard e Roentgen brincavam com esses tubos em seus laboratórios, ninguém sabia o que eram os raios catódicos. Só alguns anos mais tarde o inglês J. J. Thomson mostrou que eram feixes de partículas negativamente carregadas, os elétrons. Portanto, Crookes e os outros já estavam assistindo TV, sem saberem disso, muito antes de surgirem as emissoras e as novelas.

2 – MULHERES – Elas costumam ser garfadas pelo comitê sueco. Entre outras, Lise Meitner, Chien-Shiung Wu e Jocelyn Bell foram preteridas.

Em 100 anos de Nobel, quantas mulheres ganharam o prêmio de Física? Apenas duas: Maria Sklodowska Curie e Maria Goeppert Mayer. Alguém pode dizer que isso reflete o pequeno número de mulheres na comunidade de físicos. É verdade. Basta olhar as fotos das conferências de Solvay e contar quantas mulheres aparecem.

Congressos de Física costumam ter centenas de homens e meia dúzia de mulheres. E essas, via de regra, são descaradamente ignoradas pelos colegas, a menos que sejam físicas com belos físicos. E, como se não bastasse essa desvantagem numérica, o comitê do prêmio Nobel ainda consegue piorar o quadro mostrando, aqui e ali, sua face chauvinista.

Lise Meitner.

Pelo menos em três casos, a injustiça cometida pelo comitê com brilhantes cientistas do melhor sexo foi gritante. A história de uma delas já contei por aqui. Logo após a segunda guerra, o prêmio pela descoberta da fissão nuclear foi dado a Otto Hahn, preterindo Lise Meitner que trabalhara com Hahn mas fora obrigada a deixar a Alemanha nazista por ser judia.
(NOTA DO EDITOR: Veja a apostila de D. Fifi sobre A FISSÃO NUCLEAR.)

 

 

Chien-Shiung Wu.

Outra que mereceu e foi garfada pelo comitê foi a chinesa Chien-Shiung Wu, que trabalhava nos Estados Unidos quando mostrou, experimentalmente, que a paridade podia ser quebrada em fenômenos envolvendo a interação fraca. Esse importante fato tinha sido previsto, teoricamente, por outros dois chineses, Yang e Lee, também residentes nos Estados Unidos.
(NOTA DO EDITOR: Veja a seção especial sobre sobre SIMETRIA.)

 

 

Jocelyn Bell.

Uma teoria física só tem valor quando comprovada pela experiência, embora alguns teóricos afirmem que é justamente o contrário. Foi a comprovação experimental de Wu que deu credibilidade à ousada previsão dos dois chineses. Mas, foram só eles que ganharam o Nobel.

O terceiro caso dessa lista ocorreu com a inglesa Jocelyn Bell. Nos anos 60, essa moça era estudante em Cambridge, Inglaterra, trabalhando em rádio-telescópios sob a orientação de Antony Hewish. O trabalho que Hewish deu a Jocelyn Bell consistia em estudar as ondas de rádio provenientes do Sol e sua influência na observação de outras estrelas.

Certo dia, enquanto analisava uma quantidade enorme de dados e gráficos produzidos pelo telescópio, Jocelyn notou algo estranho: uma pequena sucessão de sinais periódicos, ou pulsos, separados entre si por cerca de 1,5 minutos. Sinais com esse tipo de periodicidade costumam ser considerados como ruído proveniente de algum artefato humano. Hewish, ao receber o relato de Bell sobre esses sinais, achou que não valia a pena perder tempo com eles. Mas, Bell argumentou que o aparecimento dos pulsos coincidia com o “tempo sideral”, um intervalo característico do movimento diurno das estrelas.

Com essa evidência, surgiu até a suspeita de que os sinais pudessem ser provenientes de alguma civilização extra-terrestre. O pessoal do observatório, meio de troça e meio de esperança, passou a chamar a fonte desses sinais de LGM, ou “little green men”. Foi quando Bell descobriu outra fonte de pulsos, vindos de outra parte do céu, com um período um pouco menor, de 1,2 minutos. Duas civilizações de ETs mandando sinais para a Terra já era difícil de acreditar. Ficou então claro que os sinais vinham de estrelas. Um estudo mais aprofundado mostrou que as fontes eram estrelas de neutron em rápida rotação. Esse tipo de objeto passou a ser conhecido como “pulsar” e revelou-se muito importante para estudar alguns fatos cosmológicos.

Hewish ganhou o prêmio Nobel de Física de 1974 por essa descoberta. Jocelyn Bell ficou para trás. Alguns poucos astrofísicos protestaram pela exclusão da jovem cientista entre os premiados. Fred Hoyle, de quem falaremos mais adiante, considerou o fato como escandaloso.

Essa história de dar o prêmio para o chefe da equipe e preterir o estudante é desestimulante, além de injusta. No caso de Jocelyn Bell, deve-se levar em conta que a tarefa que ela recebera de Hewish nada tinha a ver com os pulsares que ela descobriu. Hewish nem acreditou nas observações da moça, inicialmente, e só se convenceu quando ela descobriu uma segunda fonte de pulsos. Tudo bem, Hewish era o dono do telescópio e orientador da moça, mas bem que o comitê deveria ter premiado os dois.

Jocelyn Bell, boa menina, diz que não guarda nenhuma amargura por não ter ganho o prêmio. Estou em boa companhia, diz ela. Tem razão, como veremos em outros exemplos que relatarei adiante.

3 – BARDEEN – Foi o único a ganhar dois prêmios de Física. Assim mesmo, pisou na bola em uma polêmica com Josephson.

John Bardeen

O americano John Bardeen foi o único, até hoje, a ganhar dois prêmios Nobel de Física. Em 1956, ganhou o prêmio, juntamente com Walter Brattain e William Shockley (mais sobre esse cidadão, logo adiante), pela importantíssima invenção do transistor, sem o qual você não estaria agora diante desse computador pessoal. E, em 1972, ganhou de novo, com Leon Cooper e Robert Schrieffer, pela explicação teórica do fenômeno da supercondutividade, a famosa teoria BCS. Tais sucessos, fizeram dele, muito merecidamente, um dos mais importantes físicos do século vinte.

E, vejam só, a despeito de todo esse currículo, Bardeen foi derrotado na arena científica por um jovem físico inglês de 22 anos, chamado Brian Josephson. Em 1962, Josephson publicou um artigo no qual sugeria que uma corrente supercondutora pode atravessar uma barreira de material normal suficientemente estreita. Bardeen discordou e publicou outro artigo, no mesmo ano, onde afirmava, com todas as letras, que Josephson estava errado.

Brian Josephson

Era uma luta desigual. De um lado, Bardeen, já com um prêmio Nobel e, após 5 anos do aparecimento da teoria BCS, rei inconteste da supercondutividade. Do outro, um jovem estudante desconhecido, com uma sugestão que parecia ser completamente improvável. O confronto se deu em uma conferência sobre supercondutividade que ocorreu em Londres, em Setembro de 1962. Josephson apresentou sua teoria do tunelamento supercondutor envolvendo pares de elétrons, os chamados “pares de Cooper”. A seguir, Bardeen fez sua palestra explicando porque os pares não podiam atravessar a barreira entre dois supercondutores.

Em arenas normais, seria um massacre. Mas, em ciência, só há um árbitro absoluto: a experiência. A sugestão de Josephson continha fórmulas que podiam ser comprovados, ou não, em laboratório. Logo após a conferência, Phillip Anderson, do Laboratório Bell, observou a corrente supercondutora tunelando uma barreira, exatamente como previsto por Josephson, inclusive com concordância numérica. O artigo de Anderson relatando esses resultados foi publicado em 1963 e Bardeen teve de dar o braço a torcer.

Em 1973, onze anos após ter publicado seu controverso artigo, Brian Josephson ganhou seu prêmio Nobel de Física. Hoje, o chamado “efeito Josephson” é peça importante da área da supercondutividade.

Depois desse retumbante sucesso, o que aconteceu com Josephson? Aparentemente, pirou, como vou relatar na apostila seguinte.

4 – JOSEPHSON – Ganhou a briga com Bardeen, o prêmio Nobel aos 33 anos e depois pirou de vez.

Josephson já doidão.

Brian Josephson ganhou a disputa com John Bardeen, ganhou o prêmio Nobel em 1973, aos 33 anos, e, depois disso, não fez mais nada relevante em Física. Para todos os efeitos, endoidou. Passou a fazer meditação transcendental e a se interessar por fenômenos paranormais, telepatia e percepção extra-sensorial. Talvez até acredite em bruxas e duentes, mas, isso pode exagero de minha parte.

Esse inusitado interesse de um nobelista por assuntos esotéricos criou, recentemente, um embaraço para o austero Correio Real de Sua Magestade, a rainha da Inglaterra. Pois os administradores do correio britânico resolveram lançar um pacote de selos comemorativo dos 100 anos de prêmio Nobel, homenageando os ingleses que já foram agraciados e estão vivos. Um deles é Josephson. A cada um desses nobelistas foi solicitado um folheto com um relatos de seus trabalhos. Esses textos foram estão publicados acompanhando a coleção de selos lançada.

Pois o folheto de Josephson trouxe seus palpites sobre a veracidade dos efeitos paranormais e alegações sobre como a mecânica quântica explica a telepatia. A repercussão desse folheto de Josephson na comunidade científica foi adversa, para usar um termo brando. Os pobres funcionários do Correio Real ficaram perplexos. Como podíamos saber que o homem pirou, disseram eles, se é um ganhador do Nobel de Física!

Pois é, o Nobel de Física não garante a sanidade mental de ninguém. Nem significa que o ganhador é um bom camarada, como vimos antes, no caso de Lenard. E, como veremos a seguir, um cientista brilhante em sua área de atuação pode ser um beócio quando se mete em outras searas.

5 – SHOCKLEY – Inventou o transistor e a disgenia. Seu esperma deve estar mofando em alguma geladeira americana.

Bardeen à esquerda, Shockley e Brattain.

William Shockley inventou o transistor de junção em 1948, logo após John Bardeen e Walter Brattain terem inventado o transistor de ponta. Em 1956, os três receberam o prêmio Nobel de Física por esses trabalhos.

Shockley era um cidadão problemático. Quando trabalhava no Laboratório Bell desentendeu-se com Bardeen que preferiu romper a parceria e sair do grupo. Ninguém queria Shockley como chefe, por ser arbitrário, nem como colega, por ser picuinha.

Em 1973, quando sua carreira científica e empresarial já tinha se esvaído, Shockley resolveu entrar na área de ciências humanas. Melhor seria chamar de ciências desumanas. Criou o termo “disgenia”, que seria um mecanismo de degeneração da espécie. Segundo ele, as pessoas geneticamente inferiores costumam ter mais capacidade de fazerem filhos (em termos técnicos, têm mais tesão). Dessa forma, a população de seres de baixa qualidade tenderia a inchar. É claro que, ao se referir a seres inferiores, ele estava pensando em negros e latinos. Nós, portanto. Publicou trabalhos onde afirmava que os negros tinham QI (o famigerado “quociente de inteligência”) 15 pontos abaixo dos brancos, em média. Sugeriu que o governo pagasse cada pessoa com QI abaixo de 100 que topasse ser esterilizada.

Nessa seara, Shockley estava em boa companhia. O austríaco Konrad Lorentz, inventor de outra idéia de jerico, a chamada “etologia”, escreveu um artigo no qual pregava “uma eliminação mais severa de seres humanos moralmente inferiores”. Como isso foi escrito em 1942, quando Lorentz pertencia aos quadros do partido nazista alemão, na certa ele se referia aos judeus. Pois pode acreditar: Lorentz também ganhou seu prêmio Nobel (de medicina), em 1973.

Tudo muito boa gente.

Shockley foi o primeiro doador de um banco de esperma fundado em 1980 por R. Graham e Hermann Müller, que, apesar desse nome suspeito, também ganhou o prêmio Nobel de medicina em 1946. A idéia desse banco seria recolher o esperma de pessoas com QI maior que 140 e usá-lo para melhorar a raça humana. Imagine que melhora seria essa! Um mundo cheio de Shockleyzinhos esterilizando pretos e judeus.

Pouquíssima gente se interessou por esse ridículo banco e, aparentemente, o esperma de Shockley e seus cumpinhas deve estar esquecido em alguma geladeira. O grande homem morreu ainda crente que estava com a razão e suas idéias foram usadas no infamoso livro “The Bell Curve”, alguns anos mais tarde. Triste destino para um dos fulanos que deram a partida ao mundo tecnológico em que vivemos.

6 – LATTES – Um brasileiro que poderia ter sido e que não foi. O que será que Bohr achou disso?

Yukawa, à esquerda, e Cesar Lattes.

O Brasil nunca ganhou um prêmio Nobel, nem de ciências, nem de literatura, nem da paz. Mais um motivo para atiçar nosso crônico complexo de inferioridade, recentemente aguçado pelos insucessos da seleção nacional de futebol.

Quem chegou mais perto, pelo menos em Física, foi Cesar Lattes, curitibano que detetou, juntamente com o inglês Cecil powell e o italiano Peppo Ochialini, o fugidio meson pi, partícula prevista pelo japonês Hideki Yukawa, em 1935. Segundo Yukawa, esse meson teria uma função semelhante à da turma do deixa-disso, convencendo prótons e neutros a conviverem em paz dentro do núcleo, apesar dos prótons quererem se repelir mutuamente.

Só que ninguém conseguia detetar esse tal meson, por mais que os físicos experimentais tentassem, nos aceleradores da época.

Foi nessa situação que Lattes chegou à Inglaterra, em 1946, aos 22 anos, para trabalhar com Cecil Powell, inventor um belo processo de detetar partículas utilizando emulsões fotográficas. Como o acelerador de Powell parecia não ter energia suficiente para produziir os mesons, Lattes sugeriu procurá-los nos raios cósmicos, partículas de alta energia que estão continuamente chegando à Terra, vindas do espaço exterior. Para melhor captar os raios cósmicos é necessário legar as chapas fotográficas para grandes altitudes. Ochialini, que estava indo de férias para os Pirineus, levou algumas chapas para ver no que dava. Deu certo.

Essas fotografias mostraram as primeiras evidências do furtivo meson pi que os físicos procuravam há 12 anos. Para comprovar essas observações, Lattes viajou para a Bolívia, local elevado que intimida nossa seleção. E lá, a mais de 5.000 metros de altitude, Lattes conseguiu excelentes chapas, com vários eventos de meson pi. Alguns especialistas ainda tinham dúvida acerca da validade desses resultados, mas, Niels Bohr deu a palavra final, aprovando as observações da equipe.

Cesar Lattes e Eugene Gardner no acelerador de Berkeley.

 

Em 1948, Lattes foi para a Califórnia com a intenção de tentar produzir os mesons no acelerador da Universidade de Berkeley, um dos mais potentes da época. O cientista chefe desse acelerador era Eugene Gardner, que até já desistira de achar os mésons em sua máquina. Pois em menos de um mês após chegar em Berkeley, Lattes conseguiu ver o meson pi entre as partículas produzidas no acelerador de Gardner.

 

 

As pesquisas sobre o meson pi deram o prêmio Nobel de 1949 a Yukawa e o de 1950 a Powell. Por que Lattes e Ochialini não ganharam? Lattes, na época de sua importante descoberta, tinha apenas 23 anos. Mas, isso não explica porque foi preterido pois Josephson, como vimos, era ainda mais moço quando fez seu trabalho. Será que foi por ser brasileiro e o destino de brasileiro é não ganhar o prêmio Nobel?

Consta que Niels Bohr, incentivador de Lattes, escreveu um documento onde diz “porque Cesar Lattes não ganhou o Nobel”. Infelizmente, Bohr instruiu que todo o material que deixou só deveria ser divulgado 50 anos após sua morte. Como Bohr morreu em 1962, só em 2012 vocês (curiosos!) saberão o que Bohr disse sobre esse enigma. É pouco provável que eu ainda esteja por aqui para conhecer o conteúdo dessa carta. Nem Lattes, coitado.

NOTA do EDITOR: César Lattes faleceu em 8 de Março de 2005.

7 – HOYLE – Não ganhou por não ser convencional e certinho. Do mesmo modo que Borges.

 

Antes de ganhar o prêmio Nobel você precisa ser um garoto bem comportado. Depois de ganhar, é claro, estará livre para fazer qualquer parvoíce, como já vimos. O fato é que gente polêmica não é do agrado do comitê sueco. Veja o caso de Jorge Luis Borges, um dos mais criativos escritores do século 20, imaginação prodigiosa e estilo inimitável. Morreu sem ter ganho o Nobel de literatura, seguidamente concedido a gente de muito menos expressão. Borges era um aristocrata, meio direitista que não reclamou da feroz ditadura que se instalou na Argentina. Na certa, isso desagradou os suecos. Mesmo assim, foi injustiçado.

Fred Hoyle.

Outro que mereceu e não levou foi o recentemente falecido astrofísico inglês Fred Hoyle. Na certa, dois fatores pesaram contra ele. Primeiro: ele era um cosmologista quando essa atividade era considerada mais especulação que ciência. E, pior, Hoyle sempre gostou de uma boa polêmica. Não acreditava no big-bang, termo que ele próprio inventou, fazendo troça, mas que pegou muito bem entre cientistas e público leigo. Juntamente com Hermann Bondi e Thomas Gold, outro polemista de carteirinha, criou a teoria do Universo Estacionário, que não teria tido começo nem teria fim. Hoje, aparentemente, as evidências a favor do big-bang são muito fortes e o modelo de Hoyle anda bem desacreditado.

O que ninguém pode contestar é que os trabalhos de Hoyle sobre a origem dos elementos foi fundamental. Em 1957, surgiu um artigo que se tornou um clássico da literatura científica, intitulado “Síntese dos elementos nas estrelas”. Seus autores eram G. Burbidge, M. Burbidge (marido e mulher), W. Fowler e F. Hoyle. O artigo ficou conhecido por B2FH. Nesse trabalho foi mostrado, pela primeira vez, como os elementos são produzidos nos núcleos quentíssimos das estrelas. A partir desse momento, a astrofísica começou a ser considerada uma ciência experimental.

(NOTA DO EDITOR: Veja a apostila de D. Fifi sobre A ORIGEM DOS ELEMENTOS.)

William Fowler.

Assim mesmo, o prêmio Nobel de Física de 1983 foi dado a Fowler e Hoyle ficou na saudade. Até o próprio Fowler protestou contra essa injustiça. Em seu discurso, ao receber o prêmio, prestou homenagem ao colega e afirmou que tinha sido Hoyle o autor, em 1946, da idéia da nucleossíntese nas estrelas. É bom também mencionar que essa teoria é considerada um dos mais fortes argumentos a favor do big-bang. Curiosamente, Hoyle forneceu armas aos adversários, o que mostra sua honestidade científica genuina.

 

É provável que as atitudes não ortodoxas de Hoyle tenham pesado contra ele. Uma delas foi o apoio que deu à idéia da “panspermia”, lançada pelo químico sueco Svante Arrhenius, segundo a qual a vida é algo extremamente freqüente no universo. Microorganismos estariam disseminados na poeira inter-estelar, espalhando-se e reproduzindo a vida sempre que encontrassem algum ambiente propício, como o planeta Terra. Em outras palavras, a vida seria um fenômeno cosmológico.

Hoyle também dizia que o universo tem uma inteligência própria e tudo que nele ocorre estaria seguindo uma linha de ação pre-programada. Não me pergunte por quem. Como Hoyle escreveu vários livros de ficção científica, a gente fica sempre na dúvida se ele falava sério ou se estava apenas jogando conversa fiada para animar o ambiente.

A verdade é que, se não existissem figuras como Fred Hoyle, George Gamow e Thomas Gold, a rotina da ciência seria muito chata. Hoyle pode não ter ganho o Nobel mas nossa seleção de 1982 também não ganhou a Copa do Mundo. São as trapaças da sorte.