Relendo Einstein sobre radiação

Abstract

Os conceitos de emissão espontânea e emissão estimulada são bem conhecidos do artigo de Einstein de 1917 sobre radiação. No entanto, sua teoria da radiação contém muitos outros conceitos. O artigó e um tesouro da física. Palavras-chave: teoria da radiação, Albert Einstein, história da física. The concepts of spontaneous and stimulated emission are well known from Einstein's 1917 paper on radiation, but his theory of radiation comprises many other concepts. The paper is a treasure trove of Physics. Albert Einstein tinha um talento genial para extrair teoria revolucionária de simples considerações: do pos-tulado de uma velocidade universal, ele criou a relativi-dade especial; do princípio da equivalência, ele criou a relatividade geral; de argumentos elementares basea-dos em estatística, ele descobriu os quanta de energia. Seu artigo de 1905 sobre a quantização do campo de radiação (frequentemente referido, de maneira impre-cisa, como o artigo do efeito fotoelétrico) foi construído com base em argumentos estatísticos simples e, nos anos subseqüentes, ele voltou repetidamente a questões cen-tradas na estatística e nas flutuações térmicas. Em 1909, Einstein mostrou que flutuações estatísticas nos campos de radiação térmica exibem ambos os compor-tamentos do tipo partícula e do tipo onda; foi dele a primeira demonstração do que se tornaria mais tarde o princípio da complementaridade. Em 1916, quando se voltou para a relação entre a matéria e a radiação para criar uma teoria quântica da radiação, ele mais uma vez baseou seus argumentos em estatística e flutuações. A teoria de Einstein da radiaçãó e um tesouro da física, onde podemos perceber as sementes da eletrodinâmica e dá optica quânticas, a invenção dos masers e dos lasers e desenvolvimentos posteriores, tais como o resfriamento dé atomos, a condensação de Bose-Einstein e a eletrodinâmica quântica em cavidades. Nossa compreensão dos cosmos deve-se quase que in-teiramentè as imagens trazidas até nós pela radiação do espectro eletromagnético. A teoria de Einstein da ra-diação descreve os processos fundamentais pelos quais as imagens são formadas. O artigo de Einstein de 1905 sobre a quantização equipou a hipótese do quantum de Max Planck com realidade física. Os osciladores para os quais Planck havia proposto a quantização de energia eram fictícios e sua teoria da radiação do corpo negro carecia de con-seqüências físicasfísicasóbvias. Mas o campo de radiação para o qual Einstein propôs a quantização de energia era real e sua teoria tinha conseqüências físicas imediatas. Seu artigo, publicado em março, foi o primeiro do seu ano maravilhoso. Em rápida sucessão, publicou trabalhos sobre o movimento browniano, relatividade especial e sua teoria quântica do calor específico dos sólidos. Em 1907, seu interesse se deslocou para a gravi-dade, e fez a primeira tentativa na direção de uma teoria da relatividade geral. Sua luta com a teoria da gravi-dade o consumiu integralmente até novembro de 1915, quando obteve finalmente equações satisfatórias para o campo gravitacional. ...