The 2,400-year search for the atom - Theresa Doud

Os 2.400 anos de pesquisa do átomo - Theresa Doud

Tradutor: Ruy Lopes Pereira Revisor: Ramon Tanoeiro Souza

What do an ancient Greek philosopher

O que faz um antigo filósofo grego

and a 19th century Quaker

e um quacre do século 19

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

terem algo em comum com os cientistas ganhadores do Prêmio Nobel?

Although they are separated over 2,400 years of history,

Embora estejam separados por uns 2.400 anos de história,

each of them contributed to answering the eternal question:

cada um deu sua contribuição para responder a eterna questão:

what is stuff made of?

do que as coisas são feitas?

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

Por volta de 440 AC, Demócrito propôs

that everything in the world was made up of tiny particles

que tudo é constituído por partículas minúsculas

surrounded by empty space.

cercadas por espaço vazio.

And he even speculated that they vary in size and shape

Chegou a especular que tinham tamanhos e formas variadas

depending on the substance they compose.

dependendo das substâncias que compunham.

He called these particles "atomos," Greek for indivisible.

Ele chamou essas partículas de “átomos”, que em grego significa indivisíveis.

His ideas were opposed by the more popular philosophers of his day.

Suas ideias foram contestadas pelos filósofos mais populares da época.

Aristotle, for instance, disagreed completely,

Aristóteles, por exemplo, discordava completamente,

stating instead that matter was made of four elements:

e afirmava que a matéria era formada por quatro elementos:

earth, wind, water and fire,

terra, ar, água e fogo,

and most later scientists followed suit.

e mais tarde os cientistas o seguiram.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

Os átomos permaneceriam esquecidos até 1808,

when a Quaker teacher named John Dalton sought to challenge Aristotelian theory.

quando um professor quacre, John Dalton, resolveu desafiar a teoria de Aristóteles.

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

Embora o atomismo de Demócrito tenha sido puramente teórico

Dalton showed that common substances always broke down into the same elements

Dalton mostrou que as substâncias comuns

sempre se decompõem nos mesmos elementos

in the same proportions.

obedecendo às mesmas proporções.

He concluded that the various compounds

Ele concluiu que os vários compostos

were combinations of atoms of different elements,

eram combinações de átomos de elementos diferentes,

each of a particular size and mass

cada qual com tamanho e massa definidos

that could neither be created nor destroyed.

que não podiam ser criados nem destruídos.

Though he received many honors for his work,

Seu trabalho lhe rendeu várias honrarias

as a Quaker, Dalton lived modestly until the end of his days.

mas como um quacre, Dalton viveu modestamente

até o fim de seus dias.

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

A teoria atômica foi aceita pela comunidade científica.

but the next major advancement

Porém, o avanço mais importante

would not come until nearly a century later

só aconteceria quase um século depois

with the physicist J.J. Thompson's 1897 discovery of the electron.

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

In what we might call the chocolate chip cookie model of the atom,

No que poderíamos chamar de modelo “pudim com passas”

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

ele descreveu os átomos como esferas compactas e uniformes

feitas de matéria positiva,

filled with negatively charged electrons.

que abrigavam elétrons com carga negativa.

Thompson ganhou o Prêmio Nobel em 1906 pela descoberta do elétron.

Thompson won a Nobel Prize in 1906 for his electron discovery,

but his model of the atom didn't stick around long.

Mas seu modelo para o átomo não se sustentou por muito tempo.

This was because he happened to have some pretty smart students,

Alguns de seus alunos eram muito inteligentes.

including a certain Ernest Rutherford,

inclusive um certo Ernest Rutherford,

who would become known as the father of the nuclear age.

que ficaria conhecido como o pai da era nuclear.

While studying the effects of X-rays on gases,

Ao estudar os efeitos de raios-X nos gases,

Rutherford decided to investigate atoms more closely

Rutherford decidiu investigar alguns átomos mais detalhadamente

by shooting small, positively charged alpha particles at a sheet of gold foil.

atirando pequenas partículas alfa, dotadas de carga positiva,

contra uma folha de ouro muito fina.

De acordo com o modelo de Thompson,

Under Thompson's model,

the atom's thinly dispersed positive charge

as cargas positivas estão muito dispersas,

would not be enough to deflect the particles in any one place.

e não seriam capazes de desviar as partículas alfa,

The effect would have been like a bunch of tennis balls

como muitas de bolas de tênis

punching through a thin paper screen.

que atingissem uma tela de papel fina.

But while most of the particles did pass through,

A maioria das partículas conseguia atravessar o ouro,

some bounced right back,

algumas batiam e voltavam,

suggesting that the foil was more like a thick net with a very large mesh.

sugerindo que a folha era mais do que algo espesso com trama bem larga.

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

Rutherford concluiu que os átomos contêm grandes espaços vazios

with just a few electrons,

com apenas poucos elétrons,

while most of the mass was concentrated in the center,

e que quase toda a massa do átomo está concentrada no seu centro,

which he termed the nucleus.

que ele chamou de núcleo.

The alpha particles passed through the gaps

As partículas alfa atravessavam os vazios

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

mas eram repelidas pelos núcleos densos e carregados positivamente.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

Mas a teoria atômica ainda não estava completa.

In 1913, another of Thompson's students by the name of Niels Bohr

Em 1913, outro aluno de Thompson, chamado Niels Bohr,

expanded on Rutherford's nuclear model.

ampliou o modelo nuclear de Rutherford.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

Aproveitando as ideias de um trabalho anterior

de Max Planck e Albert Einstein,

he stipulated that electrons orbit the nucleus

ele postulou que as órbitas dos elétrons ao redor do núcleo

at fixed energies and distances,

têm distâncias e energias pré-determinadas

able to jump from one level to another, but not to exist in the space between.

e que os elétrons podem ir de um nível a outro

mas a nenhum lugar do espaço entre esses níveis.

Bohr's planetary model took center stage,

O modelo planetário de Bohr conquistou um lugar de destaque,

but soon, it too encountered some complications.

mas logo também enfrentou algumas complicações.

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

Experiências provaram que, ao invés de serem simplesmente partículas discretas,

electrons simultaneously behaved like waves,

os elétrons se comportam simultaneamente como ondas,

e não estão confinados em um ponto particular no espaço.

not being confined to a particular point in space.

And in formulating his famous uncertainty principle,

Ao formular seu famoso princípio de incerteza,

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

Werner Heisenberg mostrou que era impossível determinar

both the exact position and speed of electrons

simultaneamente a posição e a velocidade exatas dos elétrons

as they moved around an atom.

quando se movem pelo átomo.

The idea that electrons cannot be pinpointed

A ideia de que os elétrons não podem ser localizados,

but exist within a range of possible locations

mas que existem dentro de uma faixa de possíveis localizações

gave rise to the current quantum model of the atom,

deram origem ao atual modelo quântico do átomo,

a fascinating theory with a whole new set of complexities

uma teoria fascinante, com toda uma nova série de complexidades,

whose implications have yet to be fully grasped.

cujas implicações ainda não foram completamente compreendidas.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

Embora nossa compreensão dos átomos continue mudando,

the basic fact of atoms remains,

os fatos básicos permanecem.

Então comemoremos o triunfo da teoria atômica

so let's celebrate the triumph of atomic theory

with some fireworks.

com fogos de artifício.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

Os elétrons que orbitam um átomo, ao mudarem de nível de energia,

they absorb or release energy in the form of specific wavelengths of light,

absorvem ou emitem energia sob a forma de luz

de um comprimento de onda específico,

resulting in all the marvelous colors we see.

do que resultam as cores maravilhosas que vemos.

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

Podemos imaginar Demócrito observando de algum lugar,

satisfied that over two millennia later,

feliz com o fato de que cerca de dois milênios depois,

he turned out to have been right all along.

ele tenha sido a luz durante todo o tempo.