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A matéria revelada

A idéia de que tudo é formado de unidades minúsculas é antiga. Mas foi comprovada há menos de 100 anos.

O primeiro a usar a palavra átomo para denominar as partículas minúsculas de que é feita a matéria foi o filósofo Leucipo, na Grécia do século V antes de Cristo. Em grego, ela significa “indivisível”. Só no início do século XX, porém, os cientistas conseguiram provar a existência dos átomos. O autor da proeza foi o físico francês Jean-Baptiste Perrin (1870-1942), ao fazer, em 1908, uma experiência baseada num trabalho apresentado por por Einstein em 1905. Ironicamente, a ciência também descobriu que a definição original estava errada. Ao contrário do que pensavam os antigos gregos, o átomo pode ser dividido em pedacinhos ainda menores.

O modelo atômico adotado hoje foi elaborado, em sua primeira versão, em 1911, pelo físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937), na Universidade de Manchester, na Inglaterra. Rutherford disparou partículas alfa – uma das formas de radioatividade – contra uma placa de ouro muito fina. A maioria das partículas atravessou o metal, mas algumas poucas foram rebatidas. O cientista percebeu que havia algo duro, um caroço que bloqueava a radiação. O tal caroço, supôs, era o núcleo do átomo.

Rutherford propôs então o seu modelo de átomo, no qual os elétrons giram em torno do núcleo, assim como os planetas rodeiam o Sol. Esse modelo, aperfeiçoado em 1913 pelo dinamarquês Niels Bohr (veja texto abaixo à esquerda), completou-se em 1932, quando o físico inglês James Chadwick (1891-1937), um ex-assistente de Rutherford, descobriu o nêutron – partículas de carga elétrica neutra que compõem o núcleo, em parceria com os prótons. Só muito mais tarde, em 1961, descobriu-se que os componentes do núcleo podem, por sua vez, ser divididos em pedaços ainda menores – os quarks, como você verá na página 11.

O elétron nos trilhos

O modelo atômico de Rutheford deixou uma questão no ar: por que os elétrons, com carga negativa, não eram atraídos pelo núcleo positivo? Pelas leis da Física clássica, os elétrons, ao girar em torno do núcleo, deveriam gastar toda sua energia em uma fração de segundo, despencando em direção ao caroço. Assim, o átomo se tornaria instável. O físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962) resolveu o problema. Descobriu que os elétrons estavam presos a determinadas órbitas, do mesmo modo que um trem está atrelado aos trilhos. Enquanto ficassem nesses trilhos, eles não estariam ganhando nem perdendo energia e, portanto, não cairiam em direção ao núcleo.

A prova incontestável

O físico Ernest Rutherford, descobridor do núcleo do átomo e criador do modelo atômico ensinado nas escolas até hoje, também dava suas mancadas. Insistiu até morrer, em 1937, que a energia nuclear jamais teria qualquer utilidade prática. Oito anos depois, em 1945, explodia a primeira bomba atômica, em um deserto no Novo México, nos Estados Unidos. Ela provou que Einstein estava certo, que os gênios também erram e que a ciência pode ser perigosa.

O núcleo é incrivelmente pequeno. Embora concentre 99% da massa do átomo, é cerca de 100 000 vezes menor do que ele. Se o átomo tivesse o tamanho do estádio do Maracanã, no Rio de Janeiro, o núcleo ocuparia um espaço equivalente ao de uma cabeça de fósforo no centro do gramado.