Pioneiros:

Os verdadeiros alquimistas*

E então, a transmutação, que os alquimistas procuravam por tantos séculos, aconteceu ali, espontânea e naturalmente. A ideia era tão perturbadora que Rutherford e Soddy a evitavam temendo preconceitos.

O físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) e seu discípulo inglês Frederick Soddy, através de suas descobertas incríveis no Canadá se tornaram literais alquimistas.

Leia também:

Outros destaques em Via Fanzine

- Rutherford, isso é transmutação!

- Deus, Soddy, não chame isso de transmutação. Nós seremos chamados de alquimistas!

Foi assim que o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) e seu discípulo inglês Frederick Soddy (1877-1956) reagiram ao resultado surpreendente de uma série de experimentos cuidadosos realizados em 1901 na Universidade McGill, em Montreal (Canadá). Eles tentaram por algum tempo entender o fenômeno da radioatividade, descoberto por Becquerel e descrito por Marie e Pierre Curie. E finalmente conseguiram mostrar que em materiais radioativos os átomos se desintegram, de modo que os átomos de um elemento radioativo são transformados em outro elemento não radioativo.

E então, a transmutação, que os alquimistas procuravam por tantos séculos, aconteceu ali, espontânea e naturalmente. A ideia era tão perturbadora que Rutherford e Soddy a evitavam temendo preconceitos. Eles preferiam falar de "mudança" em vez de "transmutação", quando, em 1902 eles publicaram "A causa e a natureza da radioatividade", abordando seus experimentos sobre a teoria da desintegração atômica. Com isso, eles quebraram o dogma científico de que o átomo era indivisível (embora a palavra átomo significasse indivisível em grego).

Ernest Rutherford identificou os três principais tipos de radioatividade: raios alfa, beta e gama. E continuou estudando a tal transmutação. Assim, ele viu átomos estáveis de chumbo ​​aparecerem no meio de um mineral de urânio radioativo. Não havia nenhuma maneira de saber como seria transformar um átomo em particular, mas Rutherford notou que qualquer amostra (maior ou menor) do mesmo elemento radioativo levava exatamente o mesmo tempo para decair pela metade. Naquela época, isso transformou os elementos radioativos em cronômetros perfeitos.

Ernest Rutherford em seu laboratório na Universidade McGill (1905).

Crédito: Wellcome Images.

Sabendo que a velocidade constante com a qual o urânio é transformado em chumbo e medindo a quantidade de chumbo que estava em uma rocha pitchblende (minério de urânio), Rutherford e seu colega Boltwood estimaram, em 1907, que algumas dessas rochas tinham pelo menos um bilhão de anos: portanto, seriam muito mais velhas do que se pensava ser a Terra!

Além de entender completamente sobre a radioatividade, Rutherford mostrou a sua primeira utilidade prática (muito antes de aplicações médicas, militares ou energéticas): calcular a idade da Terra. Por tudo isso, ele recebeu em 1908 o Prêmio Nobel de Química. Embora ele pudesse ter recebido até mais dois prêmios Nobel por suas outras duas descobertas a seguir.

Rutherford usou a radioatividade para explorar o interior dos átomos. Junto com seu aluno Geiger, ele disparou raios alfa contra uma fina camada de ouro e observou atônito quando algumas daquelas partículas alfa saltaram para trás. Recuperado do impacto dessa reação, em 1911 ele deduziu que isso só era possível se os átomos tivessem um núcleo minúsculo, com uma carga positiva, que concentrasse quase toda a sua massa.

Assim, o modelo atômico de Rutherford nasceu, aperfeiçoado mais tarde por seu aluno Bohr, com aquela imagem familiar do átomo, com os elétrons girando em torno de seu núcleo.

Em seu laboratório, Rutherford continuou bombardeando átomos com raios alfa, até que em 1919 conseguiu transformar átomos de nitrogênio em oxigênio: tornando-se literalmente "o primeiro alquimista de sucesso da história". Essa transmutação de nitrogênio em oxigênio foi a primeira reação nuclear artificial; e além disso, entre os restos mortais dessa reação, Rutherford descobriu o próton, uma nova partícula subatômica com carga positiva.

Frederick Soddy em seu laboratório na Universidade de Glasgow.

Crédito: Wellcome Images.

Enquanto isso, Frederick Soddy seguiu estudando o decaimento natural de elementos radioativos e descobriu em 1913, simultaneamente a Kazimierz Fajans, as duas regras da transmutação: 1) quando um átomo emite espontaneamente uma partícula alfa, retrocede duas casas de volta na tabela periódica (exemplo: o urânio-238 é transformado em tório); 2) quando um átomo emite uma partícula beta, ele avança uma casa (exemplo: o carbono-14 se transforma em nitrogênio).

Seguindo estas regras, conhecidas como a lei de Fajans-Soddy, são produzidas cadeias de decaimento natural, tais como a que se inicia com o radioativo urânio-238 e termina com o chumbo estável, passando por produtos intermediários, tais como rádio ou urânio-234. E se focando no passo a passo do estudo dessas cadeias, Soddy descobriu na trilha dos isótopos diferentes versões do mesmo elemento com átomos de peso diferente, mas com as mesmas propriedades químicas.

O Prêmio Nobel de Química em 1921 reconheceu as descobertas de Soddy, nas quais o escritor HG Wells se inspirou para escrever seu romance de ficção científica "World Liberation" (1914). Aquele livro - que Wells dedicou a Soddy - antecipou o perigo das armas nucleares, quase 20 anos antes de Leó Szilárd conceber a ideia de uma reação em cadeia.

Soddy estava muito preocupado com o uso das descobertas científicas e isso o levou a escrever em 1926 uma crítica radical à economia ocidental, analisando-a pelas leis físicas da termodinâmica. Segundo Soddy, o sistema monetário confunde riqueza com dívida. Ele também foi pioneiro ao criticar o crescimento econômico baseado no uso de combustíveis fósseis para obter energia. Suas propostas para a reforma do sistema monetário, que hoje são práticas comuns, foram então negligenciadas e ignoradas por serem excêntricas. Nesse caso, é como se Soddy fosse um alquimista econômico em busca da pedra filosofal para transformar dívida em riqueza.

* Informações de Francisco Doménech/OpenMind, com tradução de Pepe Chaves para Via Fanzine, em 31/08/2018.

- Fotos: OpenMind/reprodução.