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

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

Tradutor: Patrícia Gomes Revisora: Margarida Ferreira

What do an ancient Greek philosopher

O que é que um filósofo grego da Antiguidade

and a 19th century Quaker

e um "quaker" do século XIX

have in common with Nobel Prize-winning scientists?

têm em comum com cientistas galardoados com o Prémio Nobel?

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

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

cada um deles contribuiu para a resposta à eterna questão:

each of them contributed to answering the eternal question:

what is stuff made of?

de que é que as coisas são feitas?

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

It was around 440 BCE that Democritus first proposed

that everything in the world was made up of tiny particles

que tudo no mundo era formado por pequenas partículas

surrounded by empty space.

rodeadas de espaço vazio.

And he even speculated that they vary in size and shape

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

depending on the substance they compose.

dependendo da substância que compõem.

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

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

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

As suas ideias foram criticadas pelos filósofos contemporâneos mais populares

Aristotle, for instance, disagreed completely,

Aristóteles, por exemplo, discordava completamente

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

stating instead that matter was made of four elements:

earth, wind, water and fire,

terra, ar, água e fogo.

and most later scientists followed suit.

Muitos cientistas posteriores seguiram as suas pisadas.

Atoms would remain all but forgotten until 1808,

Os átomos seriam esquecidos até 1808,

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

quando um professor "quaker" chamado John Dalton

procurou desafiar a teoria aristotélica.

Enquanto o atomismo de Demócrito era puramente teórico,

Whereas Democritus's atomism had been purely theoretical,

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

Dalton demonstrou que substâncias comuns

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

in the same proportions.

He concluded that the various compounds

Concluiu que os vários compostos

were combinations of atoms of different elements,

eram combinações de átomos de diferentes elementos,

each of a particular size and mass

cada um com um tamanho e massa particular

that could neither be created nor destroyed.

que não podia ser criado nem destruído.

Though he received many honors for his work,

Apesar de ter recebido inúmeras honras pelo seu trabalho,

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

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

A teoria atómica era agora aceite pela comunidade científica,

Atomic theory was now accepted by the scientific community,

but the next major advancement

mas o grande avanço seguinte

would not come until nearly a century later

só surgiria um século mais tarde

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

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

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

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

he showed atoms as uniformly packed spheres of positive matter

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

filled with negatively charged electrons.

e preenchidas por electrões carregados negativamente.

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

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

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

mas o seu modelo atómico não durou muito tempo.

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

Isto porque ele tinha alunos muito inteligentes,

including a certain Ernest Rutherford,

como Ernest Rutheford,

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,

Enquanto estudava o efeito dos raios X nos gases,

Rutherford decided to investigate atoms more closely

Rutherford decidiu investigar mais atentamente os átomos,

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

bombardeando contra uma chapa folheada a ouro

pequenas partículas alfa carregadas positivamente

Sob o modelo de Thompson,

Under Thompson's model,

the atom's thinly dispersed positive charge

a carga positiva dos átomos, finamente dispersa,

não seria suficiente para deflectir as partículas para qualquer lugar.

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

The effect would have been like a bunch of tennis balls

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

punching through a thin paper screen.

a perfurarem uma tela de papel fino.

But while most of the particles did pass through,

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

some bounced right back,

algumas ricocheteavam,

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

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

Rutherford concluded that atoms consisted largely of empty space

Rutherford concluiu que os átomos consistiam em grande parte

em espaço vazio com alguns electrões,

with just a few electrons,

while most of the mass was concentrated in the center,

enquanto a maior parte da massa se concentrava no centro,

which he termed the nucleus.

a que chamou núcleo.

As partículas alfa passavam pelos espaços

The alpha particles passed through the gaps

but bounced back from the dense, positively charged nucleus.

mas ricocheteavam no núcleo denso e de carga positiva.

But the atomic theory wasn't complete just yet.

Mas a teoria atómica ainda não estava concluída.

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

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

expanded on Rutherford's nuclear model.

expandiu o modelo nuclear de Rutherford.

Drawing on earlier work by Max Planck and Albert Einstein

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

he stipulated that electrons orbit the nucleus

ele estipulou que os electrões orbitam em torno do núcleo

at fixed energies and distances,

a energias e distâncias fixas,

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

sendo capazes de saltar de um nível para outro,

mas não existem no espaço entre estes.

Bohr's planetary model took center stage,

O modelo planetário de Bohr tomou o centro do palco,

but soon, it too encountered some complications.

mas rapidamente, também ele encontrou algumas complicações.

Havia experiências que demonstravam

Experiments had shown that rather than simply being discrete particles,

que em vez de serem simplesmente partículas discretas,

electrons simultaneously behaved like waves,

os electrões comportavam-se simultaneamente como ondas,

not being confined to a particular point in space.

não estando confinados a um ponto particular no espaço.

And in formulating his famous uncertainty principle,

Ao formular o seu famoso Princípio da Incerteza,

Werner Heisenberg showed it was impossible to determine

Werner Heisenber mostrou que era impossível determinar

both the exact position and speed of electrons

tanto a posição como a velocidade exacta dos electrões

as they moved around an atom.

quando giravam em volta de um átomo.

The idea that electrons cannot be pinpointed

A ideia de que os electrões não podem ser localizados,

but exist within a range of possible locations

mas que existem numa quantidade de possíveis localizações

gave rise to the current quantum model of the atom,

originou o actual modelo atómico quântico,

a fascinating theory with a whole new set of complexities

uma teoria fascinante com um novo conjunto de complexidades

whose implications have yet to be fully grasped.

cujas implicações ainda não foram totalmente compreendidas.

Even though our understanding of atoms keeps changing,

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

the basic fact of atoms remains,

mantém-se o facto básico dos átomos ,

so let's celebrate the triumph of atomic theory

vamos, portanto, celebrar o triunfo da teoria atómica

com fogo-de-artífício.

with some fireworks.

As electrons circling an atom shift between energy levels,

Quando os electrões que giram à volta de um átomo

alternam entre níveis de energia,

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

eles absorvem ou libertam energia

na forma de comprimentos de onda luminosos específicos,

resulting in all the marvelous colors we see.

resultando em todas as maravilhosas cores que vemos.

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

And we can imagine Democritus watching from somewhere,

satisfied that over two millennia later,

satisfeito por, mais de dois milénios mais tarde,

he turned out to have been right all along.

se descobrir que ele sempre esteve certo.