quarta-feira, 28 de dezembro de 2011

Simetrias quebradas e as massas de bosões de aferição

Tem sido muito badalada a experiência levada a cabo no CERN cujo objectivo se prende com a averiguação experimental de um bosão que se deduz teoricamente do Modelo Padrão através da aplicação do mecanismo de Anderson-Brout–Englert–Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble (este nome pomposo serve apenas para enfatizar o facto de que o mecanismo foi desenvolvido por uma série de pessoas). Este mecanismo foi idealizado por Anderson e o respectivo tratamento relativista foi envidado independentemente pelos outros autores.
Entre os artigos basilares das teorias que envolvem quebras espontâneas de simetria, um, Broken symmetries and the masses of guage bosons de Higgs ou Simetrias quebradas e as massas de bosões de aferição, encontra-se disponível.

sábado, 17 de dezembro de 2011

Equivalência entre massa e energia

Como já o referi anteriormente, é frequente encontrar na web diversos textos onde é posto em causa a possibilidade de Einstein ter formulado a Teoria da Relatividade numa única manifestação de génio mas tendo-se inspirado numa série de autores que trabalharam no assunto antes dele sem fazer as devidas citações. É, contudo, esta a particularidade mais marcante do seu artigo Sobre a electrodinâmcia dos corpos em movimento, no qual não encontramos, para além da referência à teoria de Maxwell e da experiência de Michelson-Moreley. De facto, construiu a teoria sobre o princípio da relatividade muito antes defendido por Poincaré no decurso das suas críticas à Teoria de Lorentz e sobre o princípio da constância da velocidade da luz também considerado por Poincaré mas não como um princípio fundamental. Aqui também descreve o conceito de sumultaneidade e sincronização de relógios atribuídos a vários observadores por intermédio de sinais de luzes cuja reflexão levou alguns anos a maturar com Poincaré (ver A medição do tempo e A teoria de Lorentz e o Princípio da Reacção - faltando a tradução do artigo La Science et l'Hyptothèse - para fazer uma ideia dos pensamentos deste autor).
Depois desta discussão passamos à lei de equivalência entre massa e energia dada pela famigerada expressão E=mc2. Poincaré, no artigo A teoria de Lorentz e o Princípio da Reacção, discutiu a violação do princípio da reacção, calculando a energia contida num impulso electromagnético do ponto de vista de um observador em movimento recorrendo-se da Teoria de Lorentz e verifica que o campo electromagnético se comporta como um fluido com densidade de massa igual a E/c2. O autor verificou que uma massa que emite um impulso electromagnético deveria sofrer um recuo o qual estaria em contradição com o princípio da reacção, uma vez que o impulso deveria ser desprovido de massa e procurou uma explicação no éter. Foi Enstein quem começou a desanuviar o paradoxo (apesar de, tendo em conta as citações que faz - nenhumas - não estar ciente dele) no seu artigo: Dependerá a inércia de um corpo do seu conteúdo energético?
De acordo com este trabalho, um corpo que emite radiação perde massa de acordo com a conhecida fórmula. Resta fazer a pergunta: terá sido Einstein o verdadeiro autor desta ideia que resolveu o paradoxo de Poincaré?
Ora, em 1903, Olinto de Pretto, um industrialista e físico amador elaborou o artigo Hipótese do éter na vida do Universo no qual apresenta a sua teoria cosmogónica do espaço celeste. Neste artigo, o autor explica a origem da gravitação de uma forma muito semelhante à de Le Sage, como sendo o resultado das vibrações de um fluido de partículas designado por éter. Na página 14, o autor assume que a matéria, devido à sua interacção com o éter, consegue armazenar uma quantidade de energia dada por E=mc2 antes do referido artigo de Einstein. De Pretto vai ainda mais longe, na tentativa de explicar a luminosidade das nebulosas (página 34) que matéria e éter, isto é, matéria e energia são diferentes manifestações de uma mesma coisa.
Por incrível que possa parecer, Umberto Bartocci descobriu uma estranha relação entre Olinto de Pretto e Einstein. Vejamos:
  • Olinto de Pretto era irmão de Augusto de Pretto;
  • Augusto de Pretto era colega de trabalho e amigo de Beniamino Besso;
  • Beniamino Besso era tio de Michele Angelo Besso;
  • Michel Angelo Besso era colega de trabalho e amigo de Einstein no escritório de patentes onde ambos trabalhavam.
O facto de Einstein conhecer o trabalho de Olinto de Pretto é deveras provável e poder-se-á ter recorrido deste para assumir, numa base física mais coerente com o pensamento científico corrente, a equivalência entre a massa e a energia, explicando desta forma o paradoxo de Poincaré.
É, porventura, frequente considerar Einstein como um raro génio que revolucionou o pensamento físico. Contudo, pouco do que apresentou nesses dois artigos é verdadeiramente da sua autoria (não descurando a relativa mas não absoluta importância do seu trabalho), nos quais se recusou a mencionar as suas fontes de inspiração.

quinta-feira, 1 de dezembro de 2011

Sobre a relação entre a emissividade e a absorção pelos corpos para o calor e a luz

A primeira hipótese no sentido de uma Teoria Quântica foi dada por Planck com o propósito de explicar a sua expressão para a distribuição da energia da radiação do corpo negro. O seu trabalho teve dois percursores fundamentais, nomeadamente, Kirchhoff e Boltzmann. O segundo autor desenvolveu a teoria cinética dos gases, a qual era criticada por Planck. O primeiro, mostrou que, numa situação de equilíbrio térmico, os poderes de emissão e de absorção dos corpos são iguais e independentes dos mesmos. Com base neste pressuposto, Planck, para estudar o problema, aproximou os corpos por um conjunto de osciladores aos quais aplicou a teoria cinética de Boltzmann. Esta aproximação é válida uma vez que o processo não depende do corpo escolhido.
Assim, é frequente traçar o início da Teoria Quântica até ao artigo de Kirchhoff (1860), Sobre a emissividade e absorção pelos corpos para o calor e a luz (para descarregar, escolher File->Download Original).
Como é óbvio, apesar de Kirchhoff tentar uma demonstração do princípio, este já era conhecido bastante antes. Nos finais do século XVIII, Pictet elaborou uma experiência que lhe permitiu concluir que o frio, tal como o calor, pode ser reflectido por espelhos. Prévost, para explicar o fenómeno sem atribuir a qualidade da radiação ao frio levou-o a enunciar o princípio do Equilíbrio móvel do calor, actualmente designado por Teoria das trocas que descreve a forma como o calor é trocado entre os corpos. Alvitrou ele que, quando um corpo se encontra em equilíbrio térmico com o seu meio envolvente, a quantidade de calor que recebe tem de igualar a quantidade de calor que emite. Este é basicamente o princípio que Kirchhoff se propôs demonstrar no trabalho supracitado.