Sumário
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Salvando leitura…
Energia e momento fizeram o quantum deixar de parecer apenas um truque de contagem

Uma unidade completa de impacto

Compton e o momento carregado pela luz

Capítulo 3 · O choque do invisível
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O braço do espectrômetro completou a volta e parou. Lia tinha agora três assinaturas conectadas por h: a curva térmica de Planck, a energia fotoelétrica de Einstein e o deslocamento angular de Compton. Cada experimento perguntava algo diferente, mas a mesma constante voltava como parte da resposta.

O efeito Compton fortaleceu decisivamente a realidade física dos quanta de luz. Não mostrava apenas energia chegando em unidades; mostrava momento transferido com uma geometria de colisão e confirmado por elétrons de recuo. Ainda assim, não eliminava interferência, difração ou polarização. A teoria futura precisaria conter comportamento ondulatório e eventos quantizados na mesma estrutura.

Em 1927, Arthur Compton recebeu metade do Nobel de Física pela descoberta do efeito que leva seu nome. A outra metade foi para C. T. R. Wilson pelo método da câmara de expansão, capaz de tornar visíveis rastros de partículas carregadas. Era uma combinação apropriada: uma parte do prêmio reconhecia a cinemática do quantum; a outra, um instrumento para ver os rastros deixados pela carga.

Tomás recolheu a mesa de bilhar. — Se guardar apenas a imagem da colisão, você vai tropeçar quando chegarmos à interferência de um único fóton. Guarde as conservações, as probabilidades e o resultado do detector. As bolas podem ficar aqui.

Lia fechou o terceiro caderno. O quantum não era mais apenas o preço de um degrau. Carregava energia hν e momento h/λ. Podia ser absorvido, espalhado e detectado em correlação com o recuo que produzia. Era menos familiar que uma partícula clássica e mais rigoroso que uma metáfora.

A luz do laboratório se apagou. No escuro, um som seco veio de outra sala: partículas atingindo uma folha metálica. A cada impacto, uma tela cintilava. Quase todas atravessavam em frente. Algumas desviavam. Uma em muitas voltava para trás.

Quando a porta abriu, Lia viu uma lâmina de ouro tão fina que parecia não existir. Ao redor dela, um detector circular esperava os clarões. No centro do próximo caderno, Tomás desenhou um átomo inteiro e, em seguida, concentrou quase toda a sua massa num ponto minúsculo.

— A luz já aprendeu a colidir — disse. — Agora vamos descobrir por que a matéria não pode ter a forma que todos imaginavam.

Fontes desta página

  1. Arthur H. Compton (1923). A Quantum Theory of the Scattering of X-rays by Light Elements.Physical Review, 21, 483–502. Deriva o deslocamento angular do comprimento de onda de raios X por conservação de energia e momento entre um quantum e um elétron.
  2. Walther Bothe e Hans Geiger (1925). Über das Wesen des Comptoneffekts: ein experimenteller Beitrag zur Theorie der Strahlung.Zeitschrift für Physik, 32, 639–663. Usa coincidências para relacionar temporalmente o quantum espalhado e o elétron de recuo em eventos individuais.
  3. Nobel Foundation (1927). The Nobel Prize in Physics 1927 — Arthur H. Compton e C. T. R. Wilson.NobelPrize.org. Registro oficial do prêmio concedido a Compton pela descoberta do efeito que leva seu nome.