A pesquisa pelo átomo que dura há 2400 anos — Theresa Doud

Vejam aula completa em: http://ed.ted.com/lessons/the-2-400-year-search-for-the-atom-theresa-doud

Como é que sabemos de que é feita a matéria? A procura do átomo foi longa, iniciada há 2400 anos com um filósofo grego e continuada, mais tarde, por um "quaker" e cientistas galardoados com o Prémio Nobel. Theresa Doud detalha a história da teoria atómica.

Lição de Theresa Doud, animação deTED-Ed.

O que é que um filósofo grego
da Antiguidade

e um "quaker" do século XIX

têm em comum com cientistas
galardoados com o Prémio Nobel?

Apesar de estarem separados
por mais de 2400 anos de história,

cada um deles contribuiu
para a resposta à eterna questão:

de que é que as coisas são feitas?

Foi, por volta de 440 d.C. que
Demócrito propôs, pela primeira vez,

que tudo no mundo era formado
por pequenas partículas

rodeadas de espaço vazio.

E ele até especulou que essas partículas
variam em tamanho e forma

dependendo da substância que compõem.

Ele chamou a estas partículas atomos,
palavra grega que significa indivisível.

As suas ideias foram criticadas pelos
filósofos contemporâneos mais populares

Aristóteles, por exemplo,
discordava completamente

declarando, por seu turno, que
a matéria era formada por quatro elementos:

terra, ar, água e fogo.

Muitos cientistas posteriores
seguiram as suas pisadas.

Os átomos seriam esquecidos até 1808,

quando um professor "quaker"
chamado John Dalton

procurou desafiar a teoria aristotélica.

Enquanto o atomismo de
Demócrito era puramente teórico,

Dalton demonstrou que substâncias comuns

desfazem-se sempre nos mesmos
elementos e nas mesmas proporções.

Concluiu que os vários compostos

eram combinações de átomos
de diferentes elementos,

cada um com um tamanho e massa particular

que não podia ser criado nem destruído.

Apesar de ter recebido inúmeras
honras pelo seu trabalho,

como "quaker", Dalton viveu modestamente
até ao fim dos seus dias.

A teoria atómica era agora
aceite pela comunidade científica,

mas o grande avanço seguinte

só surgiria um século mais tarde

com a descoberta do electrão, em 1897,
pelo físico J.J. Thompson.

No modelo atómico a que podemos chamar
"modelo bolo de passas",

ele mostrou que os átomos eram esferas de
matéria positiva uniformemente compactadas

e preenchidas por electrões
carregados negativamente.

Thompson ganhou o Prémio Nobel,
em 1906, pela descoberta do electrão,

mas o seu modelo atómico
não durou muito tempo.

Isto porque ele tinha
alunos muito inteligentes,

como Ernest Rutheford,

que ficaria conhecido
como o pai da Era Nuclear.

Enquanto estudava o efeito
dos raios X nos gases,

Rutherford decidiu investigar
mais atentamente os átomos,

bombardeando contra
uma chapa folheada a ouro

pequenas partículas alfa
carregadas positivamente

Sob o modelo de Thompson,

a carga positiva dos átomos,
finamente dispersa,

não seria suficiente para deflectir as
partículas para qualquer lugar.

O efeito seria semelhante ao de um
conjunto de bolas de ténis

a perfurarem uma tela de papel fino.

Mas enquanto a maioria das partículas,
de facto, passavam,

algumas ricocheteavam,

sugerindo que a folha seria mais como
uma rede grossa com uma malha grande.

Rutherford concluiu que os átomos
consistiam em grande parte

em espaço vazio com alguns electrões,

enquanto a maior parte da massa
se concentrava no centro,

a que chamou núcleo.

As partículas alfa passavam pelos espaços

mas ricocheteavam no
núcleo denso e de carga positiva.

Mas a teoria atómica ainda
não estava concluída.

Em 1913, outro dos alunos
de Thompson, chamado Niels Bohr,

expandiu o modelo nuclear de Rutherford.

Baseando-se em trabalhos mais antigos
de Max Planck e Albert Einstein

ele estipulou que os electrões
orbitam em torno do núcleo

a energias e distâncias fixas,

sendo capazes de saltar
de um nível para outro,

mas não existem no espaço entre estes.

O modelo planetário de Bohr
tomou o centro do palco,

mas rapidamente, também ele
encontrou algumas complicações.

Havia experiências que demonstravam

que em vez de serem simplesmente
partículas discretas,

os electrões comportavam-se
simultaneamente como ondas,

não estando confinados a
um ponto particular no espaço.

Ao formular o seu famoso
Princípio da Incerteza,

Werner Heisenber mostrou
que era impossível determinar

tanto a posição como
a velocidade exacta dos electrões

quando giravam em volta de um átomo.

A ideia de que os electrões
não podem ser localizados,

mas que existem numa
quantidade de possíveis localizações

originou o actual modelo atómico quântico,

uma teoria fascinante com um novo
conjunto de complexidades

cujas implicações ainda não foram
totalmente compreendidas.

Apesar do nosso conhecimento sobre
os átomos estar sempre em mudança,

mantém-se o facto básico dos átomos ,

vamos, portanto,
celebrar o triunfo da teoria atómica

com fogo-de-artífício.

Quando os electrões
que giram à volta de um átomo

alternam entre níveis de energia,

eles absorvem ou libertam energia

na forma de comprimentos de onda
luminosos específicos,

resultando em todas as
maravilhosas cores que vemos.

E podemos imaginar Demócrito
a ver-nos de algum lugar,

satisfeito por,
mais de dois milénios mais tarde,

se descobrir que ele sempre esteve certo.