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Jun 03, 2023

Como o acaso científico e um pouco de sorte ajudaram a inaugurar a era nuclear

Experimentos acidentais e encontros casuais ajudaram Enrico Fermi a produzir o

Experimentos acidentais e encontros casuais ajudaram Enrico Fermi a produzir o primeiro reator nuclear

David N. Schwartz, Zocalo Public Square

O público em geral pode ver o empreendimento científico como racional e metódico, avançando de maneira ordenada e coesa. Mas a ciência se move aos trancos e barrancos, às vezes para frente e às vezes para trás, às vezes metodicamente e às vezes por acaso. O papel extraordinário que o acaso e o acidente desempenham na descoberta científica pode ser visto na notável carreira de Enrico Fermi, um dos maiores físicos do século XX. Fermi é conhecido principalmente por seu trabalho em física de nêutrons, fissão nuclear e os experimentos que levaram à primeira bomba atômica.

Em outubro de 1934, Fermi liderava uma pequena equipe em Roma para criar elementos radioativos bombardeando vários elementos com nêutrons, as partículas neutras pesadas localizadas no núcleo da maioria dos átomos. Ao fazer isso, ele dividiu o átomo de urânio. Mas por várias razões, relacionadas principalmente com as limitações da radioquímica de sua equipe, ele não sabia disso na época. No entanto, seus colegas notaram que bombardear um elemento enquanto ele estava sobre uma mesa de madeira, surpreendentemente, tornava esse elemento mais radioativo do que quando estava sobre uma mesa de mármore. Não era um resultado que eles esperavam, e eles poderiam não ter notado, não fosse por sua curiosidade e poder de observação.

Procurando uma explicação, eles trouxeram o fenômeno para Fermi. Fermi pensou sobre isso e concluiu que os núcleos mais leves em hidrogênio e carbono na mesa de madeira agiram para desacelerar os nêutrons, dando aos nêutrons mais tempo para passar dentro do núcleo atômico e danificá-lo - daí o aumento da radioatividade. Ele conduziu um experimento de confirmação com um bloco de parafina entre a fonte de nêutrons e o alvo – a parafina tem muito hidrogênio e carbono, então é ideal para esses propósitos.

É impossível exagerar a importância dessa descoberta acidental. O trabalho que Fermi posteriormente conduziu para explorar essa revelação, culminando no desenvolvimento da primeira reação nuclear em cadeia em 2 de dezembro de 1942 em Chicago, baseou-se inteiramente no efeito do "nêutron lento". Os tijolos de grafite que formaram a estrutura da primeira pilha atômica serviram como moderador para desacelerar os nêutrons emitidos pelas balas de urânio embutidas na pilha, aumentando a probabilidade de fissão. Não apenas todos os reatores nucleares são baseados neste efeito; foi um aspecto essencial da pesquisa de fissão que levou, inexoravelmente, ao desenvolvimento de armas nucleares.

A ciência de Fermi foi guiada por acidente de outras maneiras. Primeiro, houve o simples acidente de seu nascimento em 1901, que o levou à maturidade intelectual na década de 1920, numa época em que problemas profundos da teoria quântica estavam sendo abordados. O grande historiador britânico CP Snow certa vez escreveu sobre Fermi: "Se Fermi tivesse nascido alguns anos antes, poderíamos muito bem imaginá-lo descobrindo o núcleo atômico de Rutherford e depois desenvolvendo a teoria de Bohr sobre o átomo de hidrogênio. Se isso soa como uma hipérbole, qualquer coisa sobre Fermi provavelmente soará como uma hipérbole."

É claro que, tendo nascido em 1901, era tarde demais para contribuir com os primeiros anos da física nuclear. Ele nasceu, no entanto, bem a tempo de contribuir para alguns dos desenvolvimentos mais importantes da teoria quântica. Os Fermis de hoje, na medida em que existem, agora trabalham em equipes de milhares de físicos experimentais e teóricos no CERN, onde a física de partículas de ponta ocorre, mas onde o escopo para a realização individual é fortemente limitado.

Em segundo lugar, há seu encontro acidental aos 13 anos com um colega de seu pai, um homem chamado Adolfo Amidei, que entendeu que Fermi era uma criança prodígio e assumiu a responsabilidade de dar ao adolescente uma educação de graduação em matemática e física - a base sobre o qual Fermi construiu sua carreira.

Terceiro, há o acidente de seu casamento com uma mulher que amava tanto Roma que se recusou a se mudar para os Estados Unidos em 1930, quando Fermi quis fazê-lo pela primeira vez. Se ele tivesse deixado Roma no início da década de 1930, quem sabe se ele teria feito seu lento trabalho com nêutrons ou descoberto a fissão?