A Eterna Busca do Indivisível: do Átomo Filosófico aos Quarks e Léptons

Abstract

Recebido em 30/5/96; aceito em 7/11/96 THE ETERNAL SEARCH FOR THE INDIVISIBLE: FROM PHILOSOPHICAL ATOM TO QUARKS AND LEPTONS. The fascinating search of the inner boundaries of the Universe, has been entangled, since the birth of greek philosophy 25 centuries ago, with the main epistemological changes in the History of Science. This paper does not intend to present a systematic description of the discovery of the elementary particles. By stressing the main achievements of the knowledge of matter's structure and their dependence on symmetry arguments, it is argued that even considering profound differences in each historical period, there is a paradgima of atom shared by Chemistry and Particle Physics. This text could help High School Teachers of Chemistry and Physics, as well as motivate them, in the challenge of explaining to their pupils how the idea of atom evolved.Keywords: elementary particles; atoms; quarks; leptons. ASSUNTOS GERAISIn method [science] is an interaction of induction and deduction, while in purpose it is an interplay of the comprehension and conquest of nature.-S. Sambursky 1 INTRODUÇÃO E MOTIVAÇÃONosso interesse pela Física de Partículas teve como base dois tópicos que integram o currículo dos Cursos de Química Geral do 2º Grau: o estudo das regularidades das propriedades físico-químicas dos elementos naturais, que levaram à construção da Tabela Periódica de Mendeleiev, e o estudo dos modelos atômicos da Física Moderna. Apesar do seu caráter estáti-co, da taxonomia dos elementos, sintetizada na Tabela de Mendeleiev, emerge um aspecto positivo e de grande relevân-cia para o desenvolvimento da Ciência Moderna, i.e., a revelação da importância das simetrias, e de seu poder preditivo.A beleza da experiência e das hipóteses de Rutherford, bem como do modelo atômico de Bohr, por outro lado, apontam em uma direção complementar, mas igualmente importante, que é o papel dinâmico das simetrias, marcante no desenvolvimento da Mecânica Quântica e da Física de Partículas.Lançar mão de argumentos de simetria está intimamente relacionado ao não-saber (socrático), tão presente no processo da pesquisa científica mas, infelizmente, tão afastado do quotidiano das salas de aula. Deve-se, portanto, procurar explicitar o importante papel do estudo das simetrias na tentativa de compreensão da Natureza. Sugere-se que a história do conceito de átomo se presta muito bem a este propósito e deve ser explorada neste sentido.Este artigo inclui algumas reflexões sobre o método cientí-fico e seu impacto na evolução da compreensão da constituição da matéria, ressaltando a diferença entre o átomo filosófi-co, produto do pensamento grego clássico, e o átomo científi-co, que teve origem na Química Moderna. Da eletrólise de Faraday à descoberta do nêutron, na década de 30, faz-se um esboço das contribuições da Física à conclusão de que o átomo não é indivisível. A seguir, aborda-se o período que vai do início da década de 30 à década de 60, quando foi possível estabelecer uma nova classificação estática das partículas elementa...

Aspectos da natureza da ciência em animações potencialmente significativas sobre a história da Física

“…É verdade que, desde a segunda década do século passado, havia a alternativa dos raios cósmicos, mas as suas energias, apesar de serem extremamente elevadas, não eram 'controladas'. Os chuveiros de partículas mostrados no vídeo da cena 5 enfatizam a importância desses corpúsculos energéticos para a física, que viabilizaram experimentos a partir dos quais se pode detectar uma série de novas partículas, como o pósitron, o múon, as partículas V e o píon, cujo codescobridor foi o brasileiro Cesar Lattes (BASSALO, 1990;OGURI, 1997). Entrementes, desde a década de 1930, eram crescentes as energias geradas pelos aceleradores de partículas, e a cena 5 ainda destaca esse fato, fazendo referência ao cíclotron desenvolvido por Ernest Lawrence.…”

Avaliação do conhecimento sobre periodicidade química em uma turma de química geral do ensino a distância

“…1 A classificação periódica dos elementos permite o estudo de propriedades físicas e também químicas, mas o sucesso em sua aprendizagem pode ser alcançado quando o conteúdo for abordado em associação com conceitos de átomo e as teorias atômicas, que também são, assim como periodicidade dos elementos, abstratos e distantes da realidade dos estudantes. 2 Acredita-se que o estudante, ao se envolver no estudo de periodicidade das propriedades dos elementos químicos, necessita exercitar algumas habilidades, assessorado pelo professor, tais como criação e interpretação de tabelas e gráficos e capacidade de formular modelos, algumas vezes, mentais, outras vezes explícitos. 3 Para Fernandez e Marcondes 4 e Driver e colaboradores, 5 trabalhar com a idealização e modelos é algo intrínseco do conhecimento científico e sem a sua utilização a Química fica restrita a observações e descrições de propriedades macroscópicas.…”