Wheeler, Tiomno E a Fısica Brasileira
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426 Jos´e Maria Filardo Bassalo e Olival Freire Junior Wheeler, Tiomno e a F´ısica Brasileira (Wheeler, Tiomno, and Brazilian Physics) Jos´e Maria Filardo Bassalo∗ Departamento de F´ısica da UFPA, 66075-900, Bel´em, Par´a, Brasil Olival Freire Junior† Instituto de F´ısica da UFBA, 40210-340, Salvador, BA, Brasil Recebido em 01 Outubro, 2003. Aceito em 31 de outubro, 2003. Este artigo examina as relac¸˜oes do f´ısico norte-americano John Archibald Wheeler com o f´ısico brasileiro Jayme Tiomno. A imagem de Tiomno como um dos f´ısicos te´oricos mais brilhantes de sua gerac¸˜ao emerge amplifi- cada; mas fica claro, tamb´em, que os preju´ızos causados pelo regime militar (1964-1985) ao desenvolvimento da ciˆencia brasileira foram ainda maiores do que os que usualmente se reconhece. This paper analyzes the relationships between the American physicist, John Archibald Wheeler, and the Brazil- ian physicist Jayme Tiomno. It enlarges Tiomno’s image as one of the most gifted theoretical physicist of his generation and it reveals that the losses of the Brazilian science, due to the military government (1964-1985), were more meaningful than what one usually admits. 1 Introduc¸ao˜ reconhecemos. I always think of Tiomno as one of the most unappreciated of physicists. His work on muon decay and capture in 1947-1949 was pathbreaking and would 2 Wheeler: uma vida entre still merit recognition by some suitable award. J. A. Wheeler, 1998. part´ıculas, campos e informac¸ao˜ Wheeler nasceu em Jacksonville, Fl´orida, no dia 9 de julho Neste artigo, examinaremos as relac¸˜oes do f´ısico norte- de 1911. Ao entrar na Universidade Johns Hopkins, em americano John Archibald Wheeler com o f´ısico brasileiro 1927, seu interesse inicial foi em Engenharia em virtude de Jayme Tiomno, e com a F´ısica brasileira, tendo como pano suas leituras em livros sobre Ciˆencia e Tecnologia. Contudo, de fundo uma apresentac¸˜ao das principais id´eias e conceitos ao folhear livros de Engenharia na Biblioteca dessa Univer- f´ısicos formulados por Wheeler ao longo de sua carreira sidade deparou-se com exemplares da Zeitschrift fur¨ Physik de pesquisador. Tomamos como ponto de partida a auto- que tratavam da recente Mecˆanica Quˆantica e sua aplicac¸˜ao biografia de Wheeler, a qual nos fornece um panorama de ao comportamento de el´etrons atˆomicos. As discuss˜oes que sua trajet´oria intelectual,[1] marcada por uma permanente teve com seus professores norte-americanos, o de Qu´ımica inconformidade com as id´eias j´a estabelecidas na ciˆencia, H. M. Smallwood, e os de F´ısica John C. Hubbard e seu al´em de um interessante quadro da F´ısica e de seu contexto, assistente R. Bowling Brown, sobre o que estudara daquela ao longo de um vasto per´ıodo entre 1930 e 1990. O livro Mecˆanica fizeram-lhe decidir ser um f´ısico. Assim, passou revela tamb´em um fragmento da hist´oria da f´ısica brasileira, para o Departamento de F´ısica da Universidade Johns Hop- com um expressivo depoimento a prop´osito da carreira kins e, em 1933, recebeu o t´ıtulo de Doutor em F´ısica, tendo cient´ıfica de Tiomno. A consulta aos arquivos pessoais de of´ısico austr´ıaco Karl Ferdinand Herzfeld como orientador. Wheeler permite ampliar significativamente a informac¸˜ao Entre 1933 e 1935, trabalhou com o f´ısico norte-americano sobre as relac¸˜oes entre Wheeler e a F´ısica brasileira, e sug- Gregory Breit na Universidade de Nova York e com o f´ısico ere uma interessante reflex˜ao tanto sobre a pujanc¸a intelec- dinamarquˆes Niels Henrik David Bohr [Prˆemio Nobel de tual quanto sobre as vicissitudes caracter´ısticas da nossa F´ısica (PNF), 1922] em Copenhague, na Dinamarca. Em ciˆencia.[2] A imagem de Tiomno como um dos f´ısicos 1935, assumiu o cargo de Professor Assistente na Univer- te´oricos mais brilhantes de sua gerac¸˜ao emerge amplificada sidade de Carolina do Norte ao aceitar o convite do f´ısico desse estudo; mas fica claro, tamb´em, que os preju´ızos cau- norte-americano Arthur E. Ruark. Transferiu-se para a Uni- sados pelo regime militar ao desenvolvimento da ciˆencia versidade de Princeton, em 1938, na qual ficou at´e 1976, brasileira foram ainda maiores do que os que usualmente depois de ser Joseph Henry Professor nosultimos ´ dez anos. ∗[email protected] †[email protected] Revista Brasileira de Ensino de F´ısica, Vol. 25, no. 4, Dezembro, 2003 427 Neste ano, mudou-se para Austin, no Texas, aceitando a pro- raios c´osmicos eram constitu´ıdos de dois tipos de part´ıculas: posta do f´ısico indiano-norte-americano Ennackel Chandy os m´esons prim´arios (hoje, p´ıons) e os m´esons secund´arios George Sudarshan para ser professor na Universidade do (hoje, m´uons). Imediatamente Wheeler interessou-se pelos Texas, em Austin. Nesta, assumiu em 1979 a Cadeira de m´uons, principalmente pelo seu decaimento e pela sua cap- F´ısica Ashbel Smith e, em 1981, tornou-se Blumberg Profes- tura por n´ucleos atˆomicos. Por outro lado, Tiomno assistira sor. Aposentou-se em 1986. Registre-se que, em 1968, ele no Brasil, ainda em 1947, a uma conferˆencia que Lattes pro- ganhou o Premioˆ Fermi,daComiss˜ao de Energia Atˆomica ferira sobre aquela famosa descoberta da qual participara. Americana, em 1982, foi agraciado com a Niels Bohr Inter- Como Wheeler, Tiomno logo se interessou pelos m´uons. national Gold Medal, e em 1997, recebeu o Premioˆ Wolf. Nessa ocasi˜ao, veio-lhe a id´eia de que os m´uons tamb´em Em sua recente autobiografia, Wheeler divide sua car- poderiam sofrer uma forc¸a do tipo-Fermi. Registre-se que, reira cient´ıfica em trˆes fases, assim por ele denominadas: em 1934, o f´ısico italiano Enrico Fermi (PNF, 1938) havia Everything Is Particles (“Tudo EPart´´ ıculas”); Everything proposto que o decaimento beta (transformac¸˜ao do nˆeutron Is Fields (“Tudo E´ Campos”); Everything Is Information em pr´oton, com a emiss˜ao de el´etron e neutrino) era devido (“Tudo E´ Informac¸˜ao”). Na primeira delas, que vai desde a uma nova forc¸a na Natureza, a forc¸a (interac¸˜ao) fraca. ocomec¸o de sua carreira cient´ıfica at´e 1952, ele desen- Com a bolsa de estudos Buenos Aires Convention, con- volveu a tese de que todas as part´ıculas at´eent˜ao conheci- cedida pelo United States Office of Education, dos Esta- das poderiam ser constitu´ıdas a partir da junc¸˜ao do el´etron dos Unidos da Am´erica, Tiomno foi para a Universidade de edesuaantipart´ıcula, o p´ositron, junc¸˜ao essa que seria me- Princeton, em 1948, realizar estudos de p´os-graduac¸˜ao com diada pelo f´oton, segundo preconizava a Teoria Quˆantica da Wheeler. Ao buscar Princeton para concluir sua formac¸˜ao Radiac¸˜ao, formulada pelo f´ısico inglˆes Paul Adrien Maurice em F´ısica Te´orica, Tiomno seguia uma trilha aberta por Dirac (PNF, 1933), em 1927. Esse bi-el´etron, como ele o de- Schenberg, que ali estivera em 1940, com uma bolsa da nominou, que tamb´em fora concebido, de maneira indepen- Fundac¸˜ao Guggenheim, e Leite Lopes, que ali se doutorara dente, por Ruark e pelo f´ısico russo Lev Davidovich Lan- sob a orientac¸˜ao do f´ısico austro-su´ıc¸o Wolfgang Pauli Ju- dau (PNF, 1962), foi pela primeira vez observado pelo f´ısico nior (PNF, 1945). Wheeler era ent˜ao um dos mais presti- norte-americano Martin Deutsch, no Massachusetts Institute giados f´ısicos te´oricos norte-americanos.[7] Conforme de- of Technology (MIT), em 1951, ee ´ hoje conhecido como poimento da f´ısica brasileira Elisa Frota-Pessoa, mulher positrˆonio.[3] Para evitar que o seu bi-el´etron fosse inst´avel, de Tiomno, Wheeler costuma afirmar que os trˆes estu- Wheeler foi levado a admitir uma ac¸˜aoadistˆ ` ancia, em um dantes com os quais trabalhou mais arduamente foram Feyn- mundo sem f´otons e formado somente de part´ıculas. Es- man, Tiomno e o f´ısico norte-americano Robert Eugene sas id´eias foram desenvolvidas com a colaborac¸˜ao do ent˜ao Marshak.[8] Inicialmente, comec¸aram a trabalhar em Rela- jovem e talentoso f´ısico norte-americano Richard Phillips tividade Geral. Contudo, como ambos j´ahaviampensado Feynman (PNF, 1965),[4] na primeira metade da d´ecada de no decaimento dos m´uons, passaram ent˜ao a analisar esse 1940, e foram publicadas na Physical Review 59, p. 683, tipo de decaimento. Assim, juntos, desenvolveram a tese de em 1941, e na Reviews of Modern Physics (RMP) 17,p. atribuir spin 1/2 ao m´uon, inicialmente apresentada no Cen- 157, em 1945, e 21, p. 425, em 1949. Nesses trabal- tennial Meeting of the American Association for Advance- hos, a Eletrodinˆamicae ´ formalizada, por interm´edio de um ment of Science, realizado em Washington, DC, no dia 15 Princ´ıpio de M´ınima Ac¸˜ao, em termos de part´ıculas agindo de setembro de 1948, e desenvolvida nos artigos publicados adistˆancia sem a necessidade do campo eletromagn´etico no Reviews of Modern Physics 21, pgs. 144 e 153, em 1949. (f´oton) intermediante.[5] Segundo Wheeler, essa tese foi sugerida por Tiomno, sob a forma de um triˆangulo, cujos v´ertices eram constitu´ıdos dos n´ucleons [pr´oton (p) enˆeutron (n)], do el´etron (e−) e 3 Wheeler e a F´ısica Brasileira de seu companheiro neutrino (hoje, νe),dom´uon (µ) ede seu prov´avel companheiro, a part´ıcula leve e neutra ν0 (hoje, Foi nessa primeira fase que se iniciou a relac¸˜ao de Wheeler νµ) .