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Cavendish

O laboratório que mudou a física e a biologia

Carin Petti

Os descobridores do núcleo do átomo, do nêutron, do elétron, dos pulsares e do DNA são algumas das pessoas nas fotos das turmas penduradas no laboratório Cavendish, da Universidade de Cambridge, Inglaterra. O lugar já mudava a ciência antes de nascer: foi em Cambridge que Isaac Newton criou, no século 17, as leis da óptica, da mecânica e as bases da ciência moderna. Na época não havia laboratórios na universidade. “Os estudos eram feitos na casa de pessoas ricas”, diz o físico Gordon Squires, do museu de Cavendish. Em 1874, as fábricas em ascensão estimularam a universidade a criar o laboratório, batizado com o nome do físico e químico Henry Cavendish. Em duas décadas, os homens dali (mulheres só trabalhavam nas férias de verão) fizeram dele o melhor centro de física do mundo, que reinou supremo até a Segunda Guerra Mundial. A competição de outros laboratórios não impediu que Cavendish continuasse a fazer pesquisas tão importantes quanto as que lhe deram fama no passado. Sapiens foi lá ver algumas delas.

 

Serviço

Endereço: Madingley Road. Cambridge CB3 0HE

Tel.: +44 1223 337200

Site: www.phy.cam.ac.uk

Museu: www-outreach.phy.cam.ac.uk/camphy – A história do laboratório, suas descobertas e a biografia de cientistas como Rutherford e Thomson. Há um tour virtual do museu, com equipamentos como o tubo de vidro com que Thomson descobriu o elétron e o acelerador de partículas utilizado na primeira divisão artificial completa do átomo.

Biblioteca Rayleigh: http://www.phy.cam.ac.uk/cavendish/library – Um dos principais acervos de física no Reino Unido. Tem 18 mil volumes e livros históricos, como originais de James Clerk Maxwell (1831-1879), o primeiro diretor de Cavendish, famoso por formular leis para o eletromagnetismo e a termodinâmica

 

 

Mark Krebs, departamento de Biofísica

Do DNA às Proteínas

Em 1953, Francis Crick entra no Eagle, pub próximo de Cavendish, e grita: “Descobrimos o segredo da vida”. Era o anúncio inédito de uma das maiores conquistas da história da ciência: a descoberta por Crick e James Watson, ambos de Cavendish, da estrutura do DNA, estrutura que guarda a informação genética em todos os seres vivos. Hoje, o químico Mark Krebs vai de bicicleta a Cavendish para pesquisar a mesma área. O desafio agora é descobrir como se formam as proteínas.

Como sua pesquisa pode ajudar a medicina?

Tentamos entender por que as proteínas se agregam quando sujeitas a condições como o aumento da temperatura. A insulina, por exemplo, forma uma estrutura comprida, parecida com um espaguete. E proteínas com essa mesma forma são encontradas no cérebro de vítimas do mal da vaca louca e de Alzheimer. Se entendermos como elas se formam, será mais fácil prevenir essas doenças degenerativas. Também estudo uma proteína do leite que dá origem a um gel quando aquecida. Serve para cultivar células que podem recuperar tecidos. Se, por exemplo, alguém quebrar o pescoço, a idéia é, no futuro, injetar essa solução de proteínas para estimular células que regenerem os nervos da região.

O que Cavendish hoje tem em comum com o laboratório de Watson e Crick?

Trabalhar aqui continua estimulante porque convivemos com ótimos cientistas. Mas algumas coisas mudaram. Para descobrir a estrutura do DNA, Watson e Crick passaram muito tempo processando dados que obtiveram com imagens de raios X e fazendo cálculos manualmente. Hoje, com os computadores, os cálculos são bem mais rápidos e a análise de imagens dos microscópios eletrônicos é muito mais fácil.

David Munday, departamento de Física de Partículas

Botando para quebrar

Em 1897, o físico J.J. Thomson fez o primeiro grande achado de Cavendish: o elétron. Nos anos seguintes, outras pesquisas levaram à descoberta do nêutron e à primeira divisão de um átomo com um acelerador de partículas. Hoje, Cavendish continua a buscar os ingredientes da matéria. Ele está envolvido na construção do maior acelerador de partículas do mundo, o LHC, um túnel de 27 quilômetros entre a Suíça e a França. É para lá que David Munday viaja duas vezes por mês.

O que o LHC pode revelar?

Logo após o Big Bang, partículas se moviam com energia extraordinariamente alta numa área muito pequena, pois o Universo era bem menor. Vamos reproduzir o estado do Universo menos de um bilionésimo de segundo depois do Big Bang no LHC acelerando e colidindo prótons vindos de direções opostas.

Que resultado esperam?

Muitas partículas vão surgir da colisão, talvez até algumas desconhecidas. Estamos particularmente interessados no bóson de Higgs, que em teoria seria responsável por agregar massa às outras partículas. A teoria prevê sua existência. Mas, na prática, até agora nunca se viu um deles.

O que mudou no Cavendish desde a descoberta do elétron?

Além de contar com novas tecnologias, hoje temos muito mais colaboração internacional. Mas nem tudo mudou por aqui. Até hoje, todo dia, às 11 da manhã, nós do grupo de física de partículas nos encontramos para tomar café. É uma tradição que começou nos tempos em que Thomson descobriu o elétron. A gente aproveita para falar de tudo: do tempo à ciência. É bom porque fortalece o espírito de equipe e também dá um pouco de descanso para o cérebro.

 

 

Paul Alexander*, departamento de Astrofísica

Achar o pulsar

Em 1967, a estudante de doutorado em Cavendish Jocelyn Bell e Antony Hewish, seu orientador, acharam por acaso um tipo novo de estrela, sem brilho, mas que pulsava quando vista por radiotelescópios. Foi a descoberta dos pulsares, que rendeu um Prêmio Nobel a Hewish e deu origem à controvérsia de por que Bell não teria sido premiada. Os radiotelescópios hoje são usados no laboratório para descobrir a origem de estrelas, como explica o físico Paul Alexander.

Qual é o objeto de sua pesquisa?

Queremos saber como, quando e por que estrelas se formam. Em algumas galáxias, elas surgiram logo nos primeiros estágios do Universo. Em outras, estão aparecendo ainda. Queremos entender o porquê dessas diferenças. Também precisamos saber como a interação entre galáxias contribui para a formação de estrelas. Há pouco tempo, descobrimos aqui que galáxias não muito próximas se influenciam via gravidade e que isso pode desengatilhar o processo de formação de novas estrelas.

Que equipamentos você utiliza?

Costumo usar dados de radiotelescópios de Manchester e do Havaí. Com a internet, também temos acesso a informações de outros radiotelescópios pelo mundo. Esse tipo de equipamento é importante porque possibilita observar gases, a matéria-prima para a formação das estrelas.

Quais os planos para o futuro?

Estou envolvido no projeto para a construção do SKA, um telescópio internacional 100 vezes maior do que os de hoje, que deverá estar pronto em 2015. Com ele, meu grupo quer estudar a evolução do hidrogênio, o gás mais comum do Universo. Como observaremos enormes distâncias, poderemos ver o que ocorreu com o hidrogênio logo nos primeiros estágios da história do Universo.

*Ele não pôde ser fotografado e mandou, no lugar, essa foto de duas galáxias interagindo e formando novas estrelas