No final do século 19, não se sabia o que era um átomo |
O "invisível" aqui está relacionado com o mundo do muito pequeno, dos átomos e seus componentes. Quando aprendemos na escola que tudo é feito de átomos, pouco sabemos sobre como essa profunda descoberta foi feita.
A história é longa e tem seu prelúdio na Grécia Antiga, em torno de 400 a.C., quando dois filósofos, Leucipo e Demócrito, propuseram que tudo era composto de pequenos tijolos indivisíveis, que chamaram de átomos.
Muita coisa aconteceu de lá até o final do século 19, que é quando a nossa história começa de fato. Resumindo esses 2.300 anos, posso dizer que os átomos foram esquecidos, relembrados por gigantes como Newton, esquecidos mais uma vez, até serem resgatados por John Dalton e outros pioneiros que mostraram que os elementos químicos tinham de ser feitos de átomos de massas diferentes. Porém, até o final do século 19, ninguém sabia o que era um átomo.
Em 1897, o inglês J. J. Thomson abriu as portas para o mundo dos átomos ao descobrir o elétron. Thomson mostrou que os átomos de todos os elementos não são indivisíveis, como se acreditava até então, mas sim formados por partículas (ou "corpúsculos", como ele os chamou) ainda menores. Thomson examinou a radiação que se propaga no chamado tubo catódico, uma versão menos sofisticada dos antigos tubos de TV, concluindo que se tratava de partículas com carga elétrica negativa. A menor massa que se conhecia, a de um átomo de hidrogênio, o mais leve e abundante dos elementos químicos, era duas mil vezes maior que a dessas partículas.
Encontrar essa regularidade no coração da matéria é algo extraordinário: os átomos de todos os elementos, que compõem tudo o que vemos na natureza, têm essas partículas neles, que foram mais tarde chamadas de elétrons. Era claro que as diferentes massas atômicas deveriam estar relacionadas com o número de elétrons nos átomos. Sabia-se que os átomos eram eletricamente neutros, o que indicava a presença neles de carga positiva de igual valor. De alguma forma, essa carga positiva deveria contribuir muito mais do que os elétrons para a massa total do átomo. Mas que massa era essa?
O desafio era tentar ver o invisível. Átomos têm diâmetros de aproximadamente um décimo de billionésimo de metro, muito além do poder de microscópios, ao menos os do início do século 20. Ninguém "vê", propriamente, um elétron. O que se mede são seus efeitos, as correntes elétricas que criam, por exemplo. A partir deles, sua existência e suas propriedades são inferidas. Essa é uma diferença fundamental entre a física do dia-a-dia, palpável e concreta, e a física atômica e subatômica, invisível e indireta. Como, então, ver o invisível?
Entra em cena o neozelandês Ernest Rutherford, que estudou com Thomson em Cambridge. Rutherford sabia que os elementos radioativos, como o urânio, emitem radiação de altas energias: por que não usá-la como projéteis atirados contra os átomos, feito balas? Rutherford bombardeou átomos de ouro com partículas alfa.
Para seu espanto, notou que algumas eram ricocheteadas a ângulos de mais de 90 graus, como se houvessem colidido com algo muito denso e pequeno. A maioria passava direto, levemente defletida. Rutherford concluiu que seus resultados só poderiam ser explicados se toda a carga positiva estivesse numa região central dez mil vezes menor do que o átomo!
Descobriu o núcleo atômico, sem jamais tê-lo "visto".
Nenhum comentário:
Postar um comentário