tanto na fotodinâmica quanto na radiodinãmica existem valores e variáveis específicos conforme o sistema decadimensional e categorial Graceli, onde todos os fenômenos se processam conforme esta específicidade que se forma numa relação entre estruturas de Graceli, energias e fenômenos, ou seja, presentes no sistema decadimensional e categorial Graceli.

Em entrevista à revista Ciência Hoje (Volume 4, jan/fev. 1983), o físico austríaco Guido Beck (1903-1988) conta um fato curioso que aconteceu com o físico inglês Lord Ernest Rutherford (1871-1937; PNQ, 1908). Estava o descobridor do núcleo atômico trabalhando em Manchester, na Inglaterra, por volta de 1918, no grande sonho dos alquimistas, que era, conforme todos sabemos, a transmutação dos elementos químicos, quando recebeu do Governo Inglês uma missão para ir a Paris e discutir com o físico francês Paul Langevin (1876-1946) um novo dispositivo de ultra-som que esse físico estava desenvolvendo, com o propósito de detectar submarinos, já que a Inglaterra e a França haviam se aliado contra a Alemanha, por ocasião da Primeira Guerra Mundial (1914-1918). Rutherford declinou do convite alegando que não tinha tempo para isso. Aí, então, o Governo Inglês mandou uma ordem de serviço para Rutherford e este respondeu da seguinte maneira: Agora não posso, vou mais tarde, pois se rompo o átomo isso será mais importante do que a vossa guerra. Hoje, todos nós conhecemos que o rompimento (fissão) do átomo só foi possível graças às experiências que Rutherford estava realizando naquela época. Uma transmutação efetiva foi apresentada por ele na Philosophical Magazine 37, pgs. 537; 571; 581 (1919), ao descrever uma reação nuclear que realizara, na qual uma partícula  () ao atravessar um cilindro contendo gases, principalmente nitrogênio (), havia transmutado esse elemento químico em oxigênio () com a emissão de um próton (), segundo a seguinte reação nuclear (considerada como a descoberta do próton): x decadimensional x T l    T l     E l       Fl         dfG l    N l    El                 tf l P l    Ml                 tfefel  Ta l   Rl          Ll          D Como essa reação transmutou o nitrogênio no oxigênio, Rutherford é considerado o "primeiro alquimista". Experiências desse tipo realizadas por Rutherford, isto é, colisão de partículas  com elementos químicos, foram realizadas na década de 1930, na Inglaterra, pelo físico inglês James Chadwick (1891-1974; PNF, 1935), e em França, pelo casal Joliot-Curie [Iréne (1897-1956; PNQ, 1935) e Frédéric (1900-1958; PNQ, 1935)]. A experiência realizada por Chadwick, em 1932 (Proceedings of the Royal Society of LondonA136, pgs. 696; 735 e na Nature 129, p. 312), no qual bombardeou o boro () com a partícula  e obteve o nitrogênio (), é considerada como a da descoberta do nêutron (): x decadimensional x T l    T l     E l       Fl         dfG l    N l    El                 tf l P l    Ml                 tfefel  Ta l   Rl          Ll          D Por sua vez, a experiência realizada, em 1934 (Comptes Rendus de l´Academie des Sciences de Paris 198, pgs. 254; 559 e na Nature 133, p. 201, pelo casal Joliot-Curie, no qual bombardeou o alumínio () com a partícula  e obteve o primeiro isótopo radioativo, o fósforo (), é considerada como a da descoberta da radioatividade artificial: x decadimensional x T l    T l     E l       Fl         dfG l    N l    El                 tf l P l    Ml                 tfefel  Ta l   Rl          Ll          D É oportuno registrar que, com os nêutrons obtidos com reações desse tipo, o físico italiano Enrico Fermi (1901-1954; PNF, 1938) e sua equipe da Universidade Roma, os físicos italianos Franco Rama Dino Rasetti (1901-2001), Edoardo Amaldi (1908-1989), Emílio Gino Segrè (1905-1989; PNF, 1959) e o químico também italiano Oscar D´Agostino (1901- ), ainda em 1934 (Nature 133, p. 898), produziram a primeira fissão nuclear, sem, contudo, entendê-la como tal, ao bombardear o elemento químico urânio () com nêutron. Eles, contudo, pensavam que haviam obtido um novo elemento transurânico, o qual Fermi chegou a denominar de urânio-X. Registre-se que Fermi recebeu pressão do governo fascista italiano para denominar esse novo elemento químico de littorio, uma vez que os "littorios" eram oficiais romanos que portavam os fascios (feixes) como insígnia. Em 1938 (Naturwissenschaften 26, p. 475), uma nova reação de fissão nuclear, também não entendida dessa maneira, foi realizada pelos químicos alemães Otto Hahn (1879-1968; PNQ, 1944) e Fritz Strassmann (1902-1980), e a física sueco-austríaca Lise Meitner (1878-1968), ao bombardearem o urânio com nêutrons lentos. Além dos resultados já conhecidos, um deles, no entanto, era aparentemente um absurdo, qual seja, o da presença do bário (Ba), em vez do rádio (Ra), como um dos produtos finais da reação. Isso indicava que o nêutron poderia induzir uma partição do átomo de urânio em dois átomos de massas comparáveis. Essa partição foi interpretada por Lise e seu sobrinho, o físico austro-alemão Otto Robert Frisch (1904-1979), em 1939 (Nature 143, pgs. 239; 471), como sendo uma fissão nuclear, como, por exemplo, ocorre na seguinte reação (em notação atual): x decadimensional x T l    T l     E l       Fl         dfG l    N l    El                 tf l P l    Ml                 tfefel  Ta l   Rl          Ll          D onde os elementos de desintegração são o xenônio () e o estrôncio (), além da radiação  e mais energia liberada de 200 MeV . Registre-se que o nome fissão nuclear foi sugerido a Frisch pelo bioquímico norte-americano William A. Arnold, em analogia com o termo utilizado na divisão celular de uma bactéria. Registre-se, também, que essa fonte de energia liberada pela fissão nuclear, foi rejeitada por Rutherford, por volta de 1933, quando afirmou: Quem quer que espere obter uma fonte de energia a partir da transmutação de átomos está sonhando. Rutherford, ao morrer em 1937, não viu que essa sua frase estava completamente errada, pois, em 02 de dezembro de 1942, Fermi e uma equipe de 42 cientistas da Universidade de Chicago, construíram a primeira pilha atômica por intermédio da fissão nuclear controlada de um isótopo do urânio, o U-235.

a fotodinâmica Graceli são os seus potenciais e variáveis de espalhamentos, dispersão, ações sobre efeitos fotoelétrico, termo-fotoelétrico, e outros em termos de intensidade frequências, distribuições, masers, lasers, fosforescências, fluorescências, incandescências, difrações, refrações, deflexões, reflexões, e outros. e conforme o sistema decadimensional e categorial Graceli,



a radiodinâmica Graceli são as variáveis e fundamentos conforme decaimentos, vidas médias, produções de energias, efeitos em cascata, decaimentos exponenciais, entropias de radioatividade, produção de partículas, energias e fenômenos  em transmutações, e outros, e conforme o sistema decadimensional e categorial Graceli.

levando em consideração os tunelamentos, emaranhamentos, e fenômenos correlacionados durante os processos.

todo sistema decadimensional e categorial Graceli é uma trans-intermecânica, uma indeterminalidade e transcendentalidade.

tunelamento e decaimento exponencial no sistema decadimensional e categorial Graaceli.

Explicação do fenômeno[editar | editar código-fonte]

Uma analogia comumente utilizada para explicar tal fenômeno envolve uma colina e um trenó subindo em direção ao cume da colina. Imaginando que o trenó esteja subindo a colina, parte de sua energia cinética que se transforma em energia potencial gravitacional U. Quando o cume da colina é atingido, podemos pensar que o trenó tem energia potencial Ub. Se a energia mecânica inicial E do trenó for maior que Ub, o trenó poderá chegar do outro lado da colina. Contudo, se E for menor que Ub, a física clássica garante que não existe a possibilidade de o trenó ser encontrado do outro lado da colina. Na mecânica quântica, porém, existe uma probabilidade finita de que esse trenó apareça do outro lado, movendo-se para direita com energia E como se nada tivesse acontecido. Dizemos que a colina se comporta como uma barreira de energia potencial, exemplificando de maneira simplória o efeito Túnel.^[6]

Reflexão e tunelamento através de uma barreira potencial por um pacote de ondas. Uma parte do pacote de ondas passa através da barreira, o que não é possível pela física clássica.

Considerando um elétron e a densidade de probabilidade  da onda de matéria associada a ele, podemos pensar em três regiões: antes da barreira potencial (região I), a região de largura L da barreira (região II) e uma região posterior à barreira (região III). A abordagem da mecânica quântica é baseada na equação de Schrödinger, a qual tem solução para todas as 3 regiões. Nas regiões I e III, a solução é uma equação senoidal, enquanto na segunda - a solução é uma função exponencial. Nenhuma das probabilidades é zero, embora na região III a probabilidade seja bem baixa.^[2]

O coeficiente de transmissão (T) de uma determinada barreira é definido como uma fração dos elétrons que conseguem atravessá-la. Assim, por exemplo, se T= 0,020, isso significa que para cada 1000 elétrons que colidem com a barreira, 20 elétrons (em média) a atravessam e 980 são refletidos.

 , 

Por causa da forma exponencial da equação acima, o valor de T é muito sensível às três variáveis de que depende: a massa m da partícula, a largura L da barreira e a diferença de energia de Ub-E entre a energia máxima da barreira e a energia da partícula. Constatamos também pelas equações que T nunca pode ser zero.^[6]

 , 
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Decaimento exponencial

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Numa substância radioativa, cada átomo tem uma certa probabilidade, por unidade de tempo de se transformar num átomo mais leve emitindo radiação nuclear no processo. Se  representa essa probabilidade, o número médio de átomos que se transmutam, por unidade de tempo, é , em que  é o número de átomos existentes em cada instante.^[1]O número de átomos transmutados por unidade de tempo é também igual a menos a derivada temporal da função 

Decaimento exponencial de uma substância radioativa.

A massa dos correspondentes átomos, , é diretamente proporcional a  e assim obtemos a seguinte equação diferencial

onde  é uma constante, designada de constante de decaimento. A solução geral desta equação é uma função que diminui exponencialmente até zero

e a solução única para a condição inicial  no instante inicial é (figura ao lado)

A definição de meia-vida da substância define-se como o tempo necessário para a massa diminuir até 50% do valor inicial; a partir da solução obtida temos

Quanto maior for a constante de decaimento , mais rápido diminuirá a massa da substância (ver figura).

Uma substância radioativa presente em todos os organismos vivos é o carbono 14 que decai transformando-se em azoto, com uma meia-vida de aproximadamente 5580 anos. O conteúdo de  em relação ao  de qualquer organismo vivo é o mesmo.

A razão é a seguinte: no fim da cadeia alimentar dos seres vivos estão os organismos que absorvem o carbono diretamente da atmosfera e portanto a relação  nos seres vivos é a mesma que na atmosfera. Na atmosfera esta relação é estável há muitos anos; os organismos mortos, em processo de decomposição perdem  como resultado do decaimento radioativo e não o regeneram através da dieta. O azoto que a atmosfera ganha dos organismos em decomposição é transformado novamente em pelos raios cósmicos, nas camadas superiores. Uma comparação do conteúdo de carbono 14 de um organismo morto, por exemplo madeira obtida de uma árvore, com o conteúdo existente num organismo vivo da mesma espécie, permite determinar a data da morte do organismo, com uma boa precisão quando o tempo envolvido for da ordem de grandeza da meia-vida do carbono 14.^[1]

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matriz categorial Graceli.

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1] Cosmic space.
2] Cosmic and quantum time.
3] Structures.
4] Energy.
5] Phenomena.
6] Potential.
7] Phase transitions of physical [amorphous and crystalline] states and states of energies and phenomena of Graceli.
8] Types and levels of magnetism [in paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic] and electricity, radioactivity [fissions and fusions], and light [laser, maser, incandescence, fluorescence, phosphorescence, and others.
9] thermal specificity, other energies, and structure phenomena, and phase transitions.
10] action time specificity in physical and quantum processes.

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico  e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

8]Tipos e níveis de magnetismo [em paramagnéticos, diamagnético, ferromagnéticos] e eletricidade, radioatividade [fissões e fusões], e luz [laser, maser, incandescências, fluorescências, fosforescências, e outros.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

T l    T l     E l       Fl         dfG l   

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Matriz categorial de Graceli.

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         Dl

Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.

[estruturas: isótopos, partículas, amorfos e cristalinos, paramagnéticos, dia, ferromagnéticos, e estados [físicos, quântico, de energias, de fenômenos, de transições, de interações, transformações e decaimentos, emissões e absorções, eletrostático, condutividade e fluidez]].

trans-intermecânica de supercondutividade no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

h e = quantum index and speed of light.

[pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..


EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

[pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

, [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG].

densidade de radiação do corpo negro no sistema decadimensional e categorial Graceli.

ρ (ν, T) = (8 π ν²/c³) (R/N) T

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decadimensional

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todo sistema decadimensional e categorial Graceli é uma trans-intermecânica, uma indeterminalidade e transcendentalidade.

matriz categorial Graceli.

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1] Cosmic space.
2] Cosmic and quantum time.
3] Structures.
4] Energy.
5] Phenomena.
6] Potential.
7] Phase transitions of physical [amorphous and crystalline] states and states of energies and phenomena of Graceli.
8] Types and levels of magnetism [in paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic] and electricity, radioactivity [fissions and fusions], and light [laser, maser, incandescence, fluorescence, phosphorescence, and others.
9] thermal specificity, other energies, and structure phenomena, and phase transitions.
10] action time specificity in physical and quantum processes.

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico  e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

8]Tipos e níveis de magnetismo [em paramagnéticos, diamagnético, ferromagnéticos] e eletricidade, radioatividade [fissões e fusões], e luz [laser, maser, incandescências, fluorescências, fosforescências, e outros.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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Matriz categorial de Graceli.

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Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.

[estruturas: isótopos, partículas, amorfos e cristalinos, paramagnéticos, dia, ferromagnéticos, e estados [físicos, quântico, de energias, de fenômenos, de transições, de interações, transformações e decaimentos, emissões e absorções, eletrostático, condutividade e fluidez]].

trans-intermecânica de supercondutividade no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

h e = quantum index and speed of light.

[pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..


EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

[pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

, [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG].

Os Primeiros Estudos Científicos de Einstein.

    os vários trabalhos científicos realizados pelo físico germano-norte-americano Albert Einstein (1879-1955; PNF, 1921), a partir de seus cinco célebres trabalhos de 1905. Neste verbete, vamos falar de seus primeiros estudos científicos.  Em suas Notas Autobiográficas, IN: Paul Arthur Schilpp (Editor), Albert Einstein: Philosopher-Scientist (Cambridge University Press, 1970; Nova Fronteira, 1982), Einstein conta que sempre foi um apaixonado pela ciência, paixão essa que começou quando, por volta de cinco anos de idade, ganhou uma bússola de presente de seu pai Hermann Einstein (1847-1902), causando-lhe uma impressão profunda e duradora o fato de sua agulha comportar-se de certa forma, sem ser preciso tocá-la. Mais tarde, aos 12 anos de idade, teve contato com o livro Geometria, do matemático grego Euclides de Alexandria (c.323-c.285) e, de posse dele, conseguiu demonstrar o Teorema de Pitágoras, do qual seu tio Jakob Einstein (1850-1912) já lhe falara antes dele, Einstein, ler esse livro euclidiano. Dos 12 aos 15 anos ele estudou os princípios do cálculo diferencial e integral nos livros (6 volumes) Popular Books on Physical Science (“Livros Populares sobre a Ciência Física”) do matemático alemão Aaron Bernstein (1812-1884). Um estudo mais profundo de Matemática e de Física foi empreendido por Einstein quando era aluno da Polytechnikum [depois, Eidgenössische TechnischeHochscule (ETH – Escola Politécnica Federal)], onde entrou em 1896 e formou-se em 1900.

                   Seus primeiros trabalhos científicos foram realizados entre 1901-1904, nos quais estudou os fundamentos da Termodinâmica e da Mecânica Estatística.  Em 1901 (Annalen der Physik 4, p. 513) e 1902 (Annalen der Physik 8, p. 798), Einstein analisou, respectivamente, os efeitos termodinâmicos da capilaridade (energia superficial dos fluidos) e da eletrólise. Nesses dois trabalhos, ele procurou explicar as forças moleculares, fazendo uma analogia com a gravitação. Desse modo, conjecturou que o potencial entre duas moléculas de espécies i e j é da forma c_i c_j φ (r), onde os c são características (!?) das espécies e φ (r) é uma função universal que depende da distância. Note que essa hipótese de Einstein estava incompleta, pois ele não havia considerado que as forças moleculares dependem, também, de seus tamanhos e de choques entre si, como havia sido proposto pelo físico holandês Johannes Diderick van der Waals (1837-1932; PNF, 1910), em 1881 (vide verbete nesta série). Hoje, a força de van der Waals é traduzida por: F(r) = λ/r^s – μ/r^t. É interessante destacar que, em 1924 (Proceedings of the Royal Society of London A106, p. 738), o matemático e físico inglês Sir John Edward Lennard-Jones (1894-1954) propôs que o potencial de interação entre as moléculas (átomos) é dado por: φ(r) = 4ε [(σ/r)¹² – (σ/r)⁶] – o célebre potencial de Lennard-Jones -, onde ε  é a profundidade do poço de potencial, σ é uma distância finita para a qual  φ(r) = 0, e r é a distância entre as moléculas (átomos). Por sua vez, o termo (r^-12) descreve a repulsão de Pauli (1925) entre os elétrons que se entrelaçam em pequenas distâncias, e o termo (r^-6) é a atração de van der Waals para longas distâncias eletrônicas (en.wikipedia.org/wiki/Lennard-Jones/Van_der_Waals).

                   Voltemos aos primeiros trabalhos de Einstein. Em 1902 (Annalen der Physik 9, p. 417), 1903 (Annalen der Physik 11, p. 170) e 1904 (Annalen der Physik 14, p. 354), Einstein tratou dos fundamentos da Mecânica Estatística. No primeiro deles, analisou as definições de temperatura e entropia nas condições de equilíbrio térmico e no teorema de equipartição clausiusiana da energia (1857); no segundo, investigou a irreversibilidade e, por fim, no terceiro, trabalhou com as flutuações da radiação eletromagnética próximo do equilíbrio térmico. Registre que é nesse trabalho que o nome constante de Planck (k) é mencionado pela primeira, pois, nesse artigo, Einstein descreve algumas maneiras para determiná-la. Em 1911 (Annalen der Physik34, p. 591), Einstein apresentou um breve comentário sobre esses três trabalhos e aproveitou a oportunidade para corrigir alguns erros numéricos que havia cometido em sua Tese de Doutoramento [Eine Neue Bestimmung der Moleküldimensionen(“Uma Nova Determinação das Dimensões Moleculares”)], apresentada em 30 de abril de 1905, à Universidade de Zurique. É interessante registrar que, em junho de 1905 (Annalen der Physik 17, p. 591), Einstein obteve a densidade de radiação do corpo negro (vide verbete nesta série) de frequência ν e temperatura T, por intermédio da expressão: ρ (ν, T) = (8 π ν²/c³) (R/N) T, onde c é  a velocidade da luz no vácuo, R é a constante dos gases perfeitos e N o número de Avogadro, expressão essa que foi re-obtida (usando k = R/N), em julho de 1905 (Philosophical Magazine 10, p. 91), pelo físico e matemático inglês Sir James Hopwood Jeans (1877-1946). Como essa expressão corrigiu um erro na expressão obtida, em maio de 1905 (Nature 72, p. 54), pelo físico inglês Lord John William Strutt Rayleigh (1842-1919; PNF, 1904), o físico e historiador da ciência holandês Abraham Pais (1918-2000) [‘Subtle is the Lord...’: TheScience and the Life of Albert Einstein (Oxford University Press, 1983)] a denominou de fórmula de Rayleigh-Einstein-Jeans.    

os processos de radioatividades se fundamentam conforme o sistema decadimensional e categorial Graceli, e também por sua vez produz dinâmicas e outros fenômenos, mudanças de estruturas e energias como: 

  potentials of interactions and transformations.

Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

um outro casal famoso e que leva também o nome Curie. No entanto, nesse caso, esse nome famoso está associado ao de Joliot. Vejamos a razão dessa associação. Ao casar com a física francesa Irene Curie (1897-1956; PNQ, 1935), o físico francês Jean Frédéric Joliot (1900-1958) resolveu adotar o nome Joliot-Curie para que ficasse preservado o nome Curie, uma vez que sua mulher só possuía a irmã Eve, conforme registramos anteriormente. A fama do casal Joliot-Curie se deveu ao fato da  descoberta da radioatividade artificial ocorrida em 1934 (Comptes Rendus de l´Academie de Sciences de Paris  198, pgs. 254; 559 e Nature 133, p. 201), em conseqüência de experiências que o casal realizou, nas quais bombardeou alumínio () com partículas  (). Depois de remover a fonte dessas partículas, os Joliot-Curie observaram que o alvo de alumínio, depois de expelir nêutrons (), continuava a emitir radiações e interpretou-as como provindas de um isótopo, na realidade, um radioisótopo do fósforo () não encontrado na Natureza. Desse modo, esse casal acabara de descobrir a radioatividade artificial, de acordo com a seguinte reação nuclear:

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decadimensional

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T l    T l     E l       Fl         dfG l   

N l    El                 tf l

P l    Ml                 tfefel 

Ta l   Rl

         Ll

         D

                   Muito mais tarde, na década de 1950, as radiações que aparecem nesse tipo de reação nuclear, foram explicadas como sendo devidas ao decaimento desse fósforo radioativo em silício (), com a emissão de um pósitron () e seu respectivo neutrino (), em uma reação do tipo: 

x

decadimensional

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T l    T l     E l       Fl         dfG l   

N l    El                 tf l

P l    Ml                 tfefel 

Ta l   Rl

         Ll

         D

com a vida média tendo o seguinte valor: T = 3,25 min. 

                   É oportuno destacar que, antes dessa sensacional descoberta, o casal Joliot-Curie esteve perto de realizar duas outras notáveis descobertas. Vejamos como. Em 1932 (Comptes Rendus de l´Academie de Sciences de Paris  194, pgs. 273; 708; 876), esse casal bombardeou um alvo de berílio (Be) com partículas , observando uma “radiação penetrante” capaz de arrancar prótons (p) do absorvente de parafina que esse casal havia usado. Aliás, esse tipo de “radiação penetrante” já havia sido observado pelos físicos alemães Walther Bothe (1891-1957; PNF, 1954) e Herbert Becker (1887-1955), em 1930 (Zeitschrift für Physik 66, p. 289; Naturwissenschaften 18, p. 705), ao bombardearem os elementos químicos leves [lítio (Li), Be, boro (B) etc.] com partículas  emitidas pelo polônio (Po), descoberto pelo casal Curie, em 1898. Esse tipo de “radiação” foi então interpretada como radiação gama (). Contudo, o casal Joliot-Curie interpretou-a como sendo um novo tipo de radiação, diferente da . Ao apresentarem essa interpretação, admitiram que essa “nova radiação penetrante” havia sofrido um espalhamento Compton com o próton da parafina e, com isso, o casal calculou sua energia como sendo de 55 Mev. Porém, nessa época, não havia evidência experimental para uma energia tão alta, uma vez que o máximo de energia então observada experimentalmente era da ordem de 10,6 Mev. 

                   É oportuno registrar que essa possível “nova radiação” da Natureza foi interpretada corretamente pelo físico inglês Sir James Chadwick (1891-1974; PNF, 1935), ainda em 1932 (Proceedings of the Royal Society of London A136, pgs. 696; 735 e Nature 129, p. 312), ao realizar uma experiência na qual estudou a colisão de partículas  com um alvo de boro (), colisão essa que produziu o nitrogênio () e mais uma “radiação penetrante”, conforme acontecera nos casos vistos acima. No entanto, Chadwick interpretou essa “radiação” como sendo uma partícula neutra (conforme já havia sugerido, em 1931, em um trabalho que escreveu com H. C. Webster), a qual chamou de nêutron (), conforme indica a seguinte reação nuclear: ,

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decadimensional

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T l    T l     E l       Fl         dfG l   

N l    El                 tf l

P l    Ml                 tfefel 

Ta l   Rl

         Ll

         D

 partícula essa cuja massa era aproximadamente igual à do próton. Observe-se que, nessa experiência, Chadwick usou um novo tipo de detector, o chamado escala de dois-contadores (“scale of two-counter”), que havia sido inventado pelos físicos ingleses F. A. B. Ward, Charles Eryl Wynn-Williams e H. M. Cave, em 1929 (Proceedings of the Royal Society of London A125, p. 715). Segundo nos relata o físico ítalo-norte-americano Emílio Gino Segré (1905-1989; PNF, PNF, 1959) em seu livro Dos Raios-X aos Quarks (Editora UnB, 1987), quando o físico italiano Ettore Majorana (1906-1938) leu o trabalho dos Joliot-Curie, exclamou: Que tolice. Eles descobriram um próton neutro e não o reconheceram. [O leitor poderá ver uma discussão matemática sobre as interpretações do casal Joliot-Curie e de Chadwick, no seguinte livro: V. Acosta, C. L. Cowan e B. J. Graham, Curso de Física Moderna (Harla, 1975).]        

                   A segunda quase-descoberta do casal Joliot-Curie aconteceu no ano seguinte, em 1933 (Journal de Physique 4, p. 494), quando apresentou o resultado de experiências que realizou sobre a irradiação do alumínio () e do boro () com partículas , nas quais esse casal pensou que havia produzido a desintegração do próton (₁p¹) no nêutron (₀n¹) e no elétron positivo (), que acabara de ser descoberto pelo físico norte-americano Carl David Anderson (1905-1991; PNF, 1936), em 1932 (Proceedings of the Royal Society of London A41, p. 405 e  Science 76, p. 238). Com essas experiências, os Joliot-Curie haviam observado, sem perceber, o que seria no ano seguinte, em 1934, interpretado como decaimento beta () inverso, em trabalhos independentes, do físico italiano Gian Carlo Wick (1909-1992) (Atti Reconditi Lincei. Accademia nationale dei Lincei 19, p. 319) e dos físicos, o germano-norte-americano Hans Bethe (1906-2005; PNF, 1967) e o inglês Rudolf Ernst Peierls (1907-1995) (Nature 133, p. 532). Em linguagem atual, as experiências dos Joliot-Curie são representadas pelas seguintes reações nucleares:    

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T l    T l     E l       Fl         dfG l   

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N l    El                 tf l

P l    Ml                 tfefel 

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         Ll

         D

                   Antes do início da Segunda Guerra Mundial (01/09/1939-08/05/1945), Frédéric Joliot-Curie observou que durante a fissão do urânio (U) [que havia sido produzida pela física sueco-austríaca Lise Meitner (1878-1968) e pelos químicos alemães Otto Hahn (1879-1968; PNQ, 1944) e Fritz Strassmann (1902-1980), em 1938, e da qual já falamos em um verbete desta série] havia produção de nêutrons e iniciou, a partir de então, uma linha de pesquisa que poderia levar a uma reação em cadeia. Segundo o químico francês Bertrand Goldschmidt (1912-2002) - que pertencia ao Laboratório de Frédéric, localizado em Clermont-Ferrand - em maio de 1939, Frédéric já havia conseguido um certo número de patentes, que o levaria a construir uma central nuclear, utilizando para isso a água pesada (D₂O) e o urânio. Contudo, com a invasão da França pelo exército alemão nazista, em 10 de maio de 1940, aquele Laboratório foi evacuado e o estoque de água pesada (180 quilos) que a França havia adquirido da Noruega, foi guardado na Prisão de Riom. É oportuno esclarecer que, graças a essa providência, pôde a França construir, em 1948, seu primeiro reator nuclear, sob a direção de Frédéric.

                   Aliás, sobre Lise Meitner [uma amante da música, que tocava duetos para piano com o sobrinho, o físico austro-alemão Otto Robert Frisch (1904-1979) e também com Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947; PNF, 1918), um pianista dotado], há um fato curioso a registrar. Em 1907, ela ofereceu-se voluntariamente para trabalhar no laboratório de Madame Curie, uma vez que tinha uma profunda veneração por essa cientista. Foi rejeitada. Segundo ela própria teria dito posteriormente: Como Irène era a “princesa” do Laboratório, sua mãe não queria outras “mentes brilhantes”. Essa rejeição permitiu que, ainda em 1907 e por indicação de Planck, Otto Hahn a contratasse e realizassem a famosa experiência citada acima que, ela própria com a colaboração de seu sobrinho Frisch interpretaram-na, em 1939 (Nature 143, pgs. 239; 471), como uma fissão nuclear, pois acreditavam que a experiência referida podia ser explicada com a suposição de que o urânio ao receber o nêutron, se partiria em dois fragmentos (xenônio – Xe e estrôncio – Sr), obedecendo a seguinte reação nuclear (em notação atual):

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T l    T l     E l       Fl         dfG l   

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                   É interessante registrar que o nome fissão nuclear foi sugerido a Frisch pelo bioquímico norte-americano William A. Arnold, uma vez que era um termo utilizado na divisão celular de uma bactéria. Aliás, a idéia de fissão já havia sido pensada pela química alemã Ida Eva Tacke Noddack (1896-1979), em 1934 (Angewandte Chemie 47, p. 653), ao interpretar as experiências realizadas pelo físico ítalo-norte-americano Enrico Fermi (1901-1954; PNF, 1938) e seu grupo na Universidade de Roma (vide verbete nesta série), em maio de 1934, como sendo devidas a uma “fissão”. No entanto, ela nunca se preocupou em realizar uma experiência para confirmar essa sua conjectura. Registre-se, também, que a primeira explicação teórica sobre a “fissão nuclear” foi formulada, em 1939, em trabalhos independentes realizados pelos físicos, o dinamarquês Niels Henrik David Bohr (1885-1962; PNF, 1922) e o norte-americano John Archibald Wheeler (n.1911) (Physical Review 56, pgs. 426; 1056), e o russo Yakov Ilyich Frenkel (1894-1954) (Journal de Physique – URSS 1, p. 125) , usando o modelo da “gota líquida” que havia sido formulada por Bohr, em 1936 (Naturwissenschaften 24, p. 241 e Nature 137, p. 344). Segundo esse modelo, as reações nucleares envolvendo a colisão de partículas leves (p.e.: prótons e nêutrons) com o núcleo que, junto com a partícula incidente, formava um núcleo composto  (“gota líquida”) com uma certa “energia de excitação” e que tem uma determinada vida-média antes de cindir-se (“fissionar-se”).   

                   Voltemos ao casal Joliot-Curie. Muito embora a invasão alemã tenha feito com que alguns membros da equipe de Frédéric saíssem da França, os Joliot-Curie permaneceram em seu país natal, ajudando a organizar a Resistência Francesa contra o nazismo Hitleriano. Quando o filho de Planck e o genro de Langevin, o físico francês Jacques Solomon (1908-1942), foram assassinados pelos nazistas, o casal Joliot-Curie tornou-se convictamente comunista. Por essa razão, Irène teve, em 1954, rejeitada sua proposta de admissão à Sociedade Norte-Americana de Química. Antes, em 1950, devido às suas atividades políticas esquerdistas, Frédéric foi destituído do cargo que ocupava no Alto Comissariado para a Energia Atômica da França, por afirmar, publicamente, que a energia atômica nunca deveria ser empregada para qualquer tipo de Guerra. Seu substituto foi seu amigo Jean-Baptiste Perrin.

                   Por fim, ao concluir esse verbete sobre a saga da Família Curie, devemos relacionar mais um nome Curie famoso. Trata-se da jornalista Eve Curie Labouisse que escreveu o famoso livro intitulado Madame Curie (Gallimard, 1937), no qual contou a saga de sua mãe, a célebre Madame Curie e que, a partir dele, muitos outros livros foram escritos sobre essa genial cientista, alguns deles relacionados neste verbete. É oportuno dizer que, embora o nome Curie não tenha permanecido no cenário atual da ciência, ficou, no entanto, o nome Joliot, por intermédio da neta da Madame Curie, a física francesa Hélène Langevin-Joliot (n.1927), casada com o filho de André Langevin.