Inteligência Epistêmica

Inteligência Epistêmica
Convivendo na MATRIX...

terça-feira, 24 de maio de 2011

Prêmio Nobel FISÍCA (1981 - 2000)

Microcosmos e o Macrocosmos
"Do Clássico ao Física Quântica", levou-nos numa viagem a partir dos fenômenos do mundo macroscópico como encontramos em nossa experiência cotidiana, ao mundo quântico de átomos, elétrons e núcleos. Com os átomos como ponto de partida, a maior penetração no micromundo subatômicas e seu menor componentes conhecidos agora serão ilustrados por obras de outros prêmios Nobel.

Foi realizado, já na primeira metade do século 20, que tal uma viagem mais para o microcosmo de novas partículas e interações também seria necessária para a compreensão da história da composição e evolução das estruturas de grandes dimensões de nosso universo, o "macrocosmo ". No estágio atual da física de partículas elementares, astrofísica e cosmologia são fortemente amarrados, como vários exemplos aqui apresentados serão exibidos.

Outro elo de ligação entre o menor e os maiores objetos no nosso universo é Albert Einsteins teorias "da relatividade. Primeira Einstein desenvolveu sua teoria da relatividade especial, em 1905, que expressa a relação energia-massa . Então, na próxima década, ele continuou com a sua teoria da relatividade geral, que liga as forças gravitacionais com a estrutura do espaço e do tempo. Cálculos de massas efetivas para as partículas de alta energia, as transformações de energia no decaimento radioativo, bem como previsões de Dirac antipartículas que possam existir, são todos baseados em sua teoria da relatividade especial. A teoria geral é a base para o cálculo de movimentos de grande escala no universo, incluindo discussões sobre as propriedades dos buracos negros. Einstein recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1921 (premiado em 1922), motivado pelo trabalho sobre o efeito fotoelétrico, que demonstrou os aspectos de partícula da luz.

Os trabalhos de Becquerel, o casal Curie, Rutherford e deu origem a novas perguntas: Qual foi a fonte de energia nos núcleos radioativos que poderiam sustentar a emissão de e radiação em intervalos de tempo muito longo, como observado para alguns deles, e quais foram os pesados partículas e os núcleos se realmente composto de? O primeiro destes problemas (que parecia violar a lei da conservação de energia, um dos mais importantes princípios da física) encontrou sua solução na teoria da transmutação, formulado por Rutherford e Frederick Soddy (Prêmio de Química de 1921, atribuído em 1922) . Eles seguiram em vários detalhes da série de decaimento radioativo e comparou a energia emitida com as diferenças de massa entre "pai" e "filha" núcleos. Constatou-se também que os núcleos pertencentes ao mesmo elemento químico pode ter massas diferentes, tais espécies diferentes foram chamados de "isótopos". Um prêmio de Química foi dado em 1922, para Francis W. Aston -espectroscópico para sua separação de massa de um grande número de isótopos de elementos não-radioativo. Marie Curie tinha então já recebeu um segundo prêmio Nobel (desta vez de Química em 1911), por suas descobertas dos elementos químicos rádio e polônio.

Todas as massas isotópicas foram encontrados para ser quase igual a múltiplos da massa do próton, uma partícula também pela primeira vez por Rutherford, quando irradiado com núcleos de nitrogênio partículas. Mas os diferentes isótopos não poderia ser feito inteiramente de prótons, pois cada elemento químico em particular deve ter um valor único para a carga nuclear total. Prótons eram na realidade, representa menos de metade da massa nuclear, o que significa que alguns constituintes neutros tinham de estar presentes no núcleo. James Chadwick primeiro encontrado evidência conclusiva para essas partículas, os nêutrons, quando ele estudou reações nucleares em 1932. Ele recebeu o Prêmio de Física em 1935.

Logo após a descoberta de Chadwick, nêutrons foram colocados para trabalhar por Enrico Fermi e outros como um meio para induzir reações nucleares que poderiam produzir novas artificial "radioatividade". Fermi descobriu que a probabilidade de nêutrons reações induzidas (que não envolvem transformações elemento), aumentou quando os nêutrons se abrandou e que isto funcionou tão bem para os elementos pesados como para os mais leves, em contraste com a carga da partícula, reações induzidas. Ele recebeu o Prêmio de Física em 1938.

Com prótons e nêutrons, como os blocos de construção básicos dos núcleos atômicos, o ramo de "Física Nuclear" poderiam ser estabelecidos e várias de suas principais realizações foram distinguidos com prémios Nobel. Ernest O. Lawrence , que recebeu o Prêmio de Física em 1939, construiu o primeiro ciclotrão em que a aceleração ocorreu sucessivamente adição de pequenas quantidades de energia às partículas que circulam em um campo magnético.Com estas máquinas, ele foi capaz de acelerar partículas carregadas nucleares para energia tão alta que poderiam induzir reações nucleares e obteve importantes resultados novos. Sir John D. Cockcroft e Ernest TS Walton vez, partículas aceleradas pela aplicação direta de muito alta tensão eletrostática e foram recompensados por seus estudos sobre a transmutação dos elementos, em 1951.

Otto Stern recebeu o Prêmio de Física em 1943 (premiado em 1944), por seus métodos experimentais de estudo das propriedades magnéticas dos núcleos, em particular para medir o momento magnético do próton em si. Isidor I. Rabi aumentou a precisão das determinações momento magnético de núcleos por mais de duas ordens de grandeza, com sua técnica de ressonância de freqüência de rádio, para o qual foi agraciado com o Prêmio de Física de 1944. As propriedades magnéticas dos núcleos fornecem informações importantes para a compreensão detalhes na constituição de núcleos de prótons e nêutrons. Mais tarde, na segunda metade do século, vários teóricos foram recompensados pelos seus trabalhos sobre a modelagem teórica do sistema de muitos corpos complexos: Eugene P. Wigner (metade do prêmio), Maria Goeppert-Mayer (um quarto) e J. Hans D. Jensen (um quarto) em 1963 e Aage N. Bohr , Ben Mottelson R. e L. James Rainwater em 1975.Voltaremos a estes trabalhos sob o título "De simples a sistemas complexos".

Já em 1912, ele foi encontrado por Victor F. Hess (meia concedido o Prêmio em 1936 ea outra metade para Carl D. Anderson), que é altamente penetrante de radiação também que nos chegam continuamente vindos do espaço. Essa "radiação cósmica", foi detectado pela primeira vez por câmaras de ionização e mais tarde por nuvens de câmara de Wilson referidos anteriormente.

Propriedades das partículas na radiação cósmica pode ser inferida a partir da curva de partículas faixas produzidas quando um campo magnético forte era aplicada. Foi desta forma que o CD Anderson descobriu o pósitron. Anderson e Patrick MS Blackett mostrou que pares de elétrons e pósitrons podem ser produzidos por raios (que precisava de uma energia dos fótons pelo menos igual a) and that electrons and positrons could annihilate, producing raios como eles desapareceram. Blackett recebeu o Prêmio de Física em 1948 por seu desenvolvimento da câmara de nuvem e as descobertas feitas com ele. Apesar de aceleradores foram desenvolvidas, a radiação cósmica continuou por um par de décadas para ser a principal fonte de partículas energéticas muito (e ainda supera os poderosos aceleradores mais sobre a terra nesse aspecto, embora com intensidades muito baixas), e desde que os primeiros vislumbres de um mundo desconhecido subnuclear completamente. Um novo tipo de partículas, chamadas mesões, foi descoberto em 1937, com massas de cerca de 200 vezes maior do que os elétrons (mas 10 vezes mais leve que os prótons). Em 1946, Cecil F. Powell esclareceu a situação, mostrando que houve na verdade mais de um tipo de tais partículas presentes. Um deles, o " mesão ", decai para o outro, o "μ mesão ". Powell foi agraciado com o Prêmio de Física em 1950.

Por essa época, os teóricos já havia sido especulado sobre as forças que mantêm os prótons e nêutrons juntos no núcleo. Hideki Yukawa sugerido em 1935, que este forte "vigor" deve ser realizado por uma partícula de câmbio, assim como a força eletromagnética foi assumida como realizado através de uma troca de fótons virtuais na Teoria Quântica de Campos novos. Yukawa sustentou que tal uma partícula deve ter uma massa de cerca de 200 massas eletrônica, a fim de explicar a curto alcance das forças fortes encontradas nos experimentos. Powell meson foi encontrado para ter as propriedades direito de agir como uma "partícula de Yukawa". A partícula μ, por outro lado, acabou por ter um caráter completamente diferente (e seu nome foi mudado mais tarde de " μ méson "para" muon ").Yukawa recebeu o Prêmio de Física em 1949. Apesar dos progressos mais tarde mostrou que o mecanismo de força forte é mais complexo do que Yukawa imaginou ser, ele ainda deve ser considerada como a primeira pessoa que levou a reflexões sobre as transportadoras de força nessa direção frutífera. Mais novas partículas foram descobertas na década de 1950, na radiação cósmica, assim como em colisões com partículas aceleradas. Até o final dos anos 50, aceleradores poderia alcançar energias de vários GeV (10 9 de elétron-volts) o que significa que os pares de partículas, com massa igual à massa do próton, poderia ser criado por a massa de conversão de energia. Este foi o método utilizado pela equipe de Owen Chamberlain e Segrè Emilio quando pela primeira vez identificado e estudado o antipróton em 1955 (que dividiu o Prêmio de Física de 1959). aceleradores de alta energia também permitiu estudos mais detalhados das estruturas de prótons e nêutrons do que antes, e Robert Hofstadter foi capaz de distinguir os detalhes da estrutura eletromagnética dos núcleons, observando como eles espalharam elétrons de alta energia muito. Ele foi premiado com metade do prêmio de Física de 1961.

Um após outro, os mésons novo com suas antipartículas respectivos apareceu, como trilhas em placas fotográficas ou em detectores de partículas electrónicas. A existência do "neutrino", previu, por razões teóricas de Pauli já tão cedo quanto 1930, foi criada. O delineamento experimental primeira evidência direta para o neutrino foi fornecido por CL Cowan e Reines Frederick , em 1957, mas não foi até 1995 que esta descoberta foi premiado com metade do Prêmio Nobel (Cowan tinha morrido em 1984). O neutrino é um participante em processos envolvendo os fracos "interação" (como decadência e decaimento de mésons de múons) e, como a intensidade dos feixes de partículas aumentou, tornou-se possível produzir vigas secundárias de neutrinos de aceleradores. Leon M. Lederman , Melvin Schwartz e Jack Steinberger desenvolveu esse método em 1960 e demonstraram que os neutrinos que acompanha μ emissão em decadência não eram idênticos àqueles associados com os elétrons em decadência, que foram duas partículas diferentes, e
Físicos podem agora começar a distinguir alguma ordem entre as partículas: o elétron (e), do múon (μ), o neutrino do elétron ( ), Neutrino do muão ( ) E suas antipartículas foram encontrados pertencem a uma classe, chamada "leptons". Eles não interagem do mais forte "força nuclear", que, por outro lado, caracteriza-se os prótons, nêutrons, mésons e hyperons (um conjunto de partículas mais pesadas que os prótons). A classe lepton foi estendido mais tarde, em 1970, quando Martin L. Perl e sua equipe descobriram o lepton, um mais pesado em relação ao elétron e o muon. Perl dividiu o Prêmio de Física em 1995, com Reines. Todos os léptons são ainda considerados verdadeiramente fundamental, ou seja, como pontos, e sem estrutura interna, mas para os prótons, etc, isso não é mais verdade. Murray Gell-Mann e outros conseguiram classificar a partículas interagindo fortemente (chamados de "hadrons ") em grupos com relações comuns e formas de interação. Gell-Mann recebeu o Prêmio de Física em 1969. Sua sistemática foi baseada no pressuposto de que todos eles foram construídos a partir de vários constituintes elementares, chamados "quarks". A prova real de que os núcleos foram construídos a partir de objetos do tipo quark surgiu através dos trabalhos de Jerome I. Friedman, Henry W. Kendall e Richard E. Taylor. Que eles "viram" grãos duros dentro destes objetos quando eles estudaram como os elétrons (de energia mais elevada ainda do que Hofstadter poderia usar mais cedo) espalhados elasticamente sobre eles. Eles dividiram o Prêmio de Física em 1990.

Entendia-se que todas as partículas que interagem fortemente são constituídos por quarks.Em meados da década de 1970 uma curta partículas muito, descoberto independentemente pelas equipes de Burton Richter e Samuel CC Ting , foi encontrada uma até então desconhecida, tipo de quark, que foi dado o nome de "charme". Este quark foi um elo perdido na sistemática das partículas elementares e Burton e Ting dividiu o Prêmio de Física em 1976. A norma atual modelo de física de partículas do tipo partículas em três famílias, com dois quarks (e suas antipartículas) e dois leptões em cada: o "up" e "para baixo" quarks, o elétron eo elétron-neutrino no primeiro, o "estranho" e do "charme" de quarks, o múon eo neutrino do muon, no segundo, o "top" e no fundo "quark", o tauon eo neutrino do tau no terceiro. As transportadoras vigor para o electro-fraca interação combinados são o fóton, a partícula-Z e W-bósons, e para a interação forte entre quarks, os glúons chamado assim. Em 1983, a existência do-W e Z-partículas foi comprovada por Carlo Rubbia a equipe ", que usou um colisor próton-antipróton nova com energia suficiente para a produção dessas partículas muito pesadas. Rubbia dividiu o Prêmio de Física 1984 com Simon van der Meer , que fez contribuições decisivas para a construção do colisor por sua invenção de "resfriamento estocástico" de partículas. Há especulações de que as partículas adicionais podem ser produzidas a energias superiores aos alcançáveis com os aceleradores presentes, mas nenhuma evidência experimental foi produzido até agora.

Cosmologia é a ciência que lida com a estrutura e evolução do nosso universo e da escala em que os objetos grandes. Seus modelos são baseados nas propriedades do fundamental partículas conhecidas e as suas interacções, bem como as propriedades do espaço-tempo e gravitação. O "big bang" modelo descreve um cenário possível para o início da evolução do universo. Uma de suas previsões foi comprovada experimentalmente quando Arno A. Penziase Robert W. Wilson descobriram a radiação de fundo cósmico de microondas, em 1960. Eles dividiram metade do prêmio de Física de 1978. Esta radiação é uma fosforescência dos processos violentos assumiu ter ocorrido nas fases iniciais do big bang. Sua temperatura de equilíbrio é 3 graus Kelvin na idade atual do universo. É quase uniforme quando observada em diferentes direções, a partir de pequenos desvios isotropia estão agora a ser investigado e vai nos contar mais sobre a história mais antiga do nosso universo. O espaço tem sido comparada a uma grande arena para a interação entre as partículas em condições extremas, não alcançáveis em um laboratório, são criados espontaneamente. As partículas podem ser aceleradas a energias mais elevadas do que em qualquer acelerador na terra, as reações de fusão nuclear proliferam no interior das estrelas, e gravitação pode comprimir sistemas de partículas a temperaturas extremamente altas densidades. Hans A. Bethe primeiro a descrever o ciclo de carbono e hidrogênio, em que a energia é liberado nas estrelas pela fusão de prótons em núcleos de hélio. Para essa conquista, ele recebeu o Prêmio de Física em 1967.
Subramanyan Chandrasekhar descrito teoricamente a evolução das estrelas, em especial aqueles que acabam como "anãs brancas". Sob certas condições, o produto final também pode ser uma "estrela de nêutrons", um objeto extremamente compacto, onde todos os prótons foram convertidos em nêutrons. Em explosões de supernovas, os elementos pesados criado durante a evolução estelar se espalhar pelo espaço. Os detalhes de algumas das reações mais importantes nuclear nas estrelas ea formação de elementos pesados foram elucidadas por William A. Fowler , tanto na teoria e nos experimentos usando aceleradores. Fowler e Chandrasekhar recebeu a metade cada um dos 1.983 Física Prêmio. A luz visível ea radiação cósmica de fundo não são as únicas formas de ondas eletromagnéticas que nos chegam do espaço exterior. Em comprimentos de onda mais longos, radioastronomia fornece informações sobre objetos astronômicos não obtida por espectroscopia óptica. Sir Martin Ryle desenvolveu o método em que os sinais de vários telescópios separados são combinados para aumentar a resolução na fonte de rádio mapas do céu. Antony Hewish e sua grupo fez uma descoberta inesperada, em 1964, usando telescópios Ryle: pulsos de radiofreqüência foram emitidos com as taxas definidas repetição muito bem por alguns objetos desconhecidos chamados pulsares. Estes foram logo identificados como estrelas de nêutrons, agindo como rotação rápida faróis que emitem ondas de rádio, porque eles são fortes ímãs também. Ryle e Hewish dividiu o Prêmio de Física em 1974.
Em 1974, pesquisa pulsar já era rotina entre os astrônomos de rádio, mas uma nova surpresa veio no verão do mesmo ano, quando Russell A. Hulse e Joseph H. Taylor Jr. notou modulações periódicas nas freqüências de pulso de um pulsar descoberto recentemente, chamado PSR 1913 +16. Era o pulsar duplo detectado pela primeira vez, assim chamado porque a estrela de nêutrons que emitem passou a ser um dos componentes de um sistema de estrelas duplas próximas, com o outro componente do mesmo tamanho aproximadamente. Este sistema tem proporcionado, através de observação ao longo de mais de 20 anos, a primeira evidência concreta de radiação gravitacional. A diminuição da sua velocidade de rotação está em estreito acordo com as previsões baseadas em teoria de Einstein, por perdas causadas por este tipo de radiação. Hulse e Taylor dividiu o Prêmio de Física em 1993. No entanto, a detecção direta da radiação gravitacional na Terra ainda tem de ser feita.

2000 - Zhores Alferov I., Herbert Kroemer, Jack S. Kilby
1999 - Hooft Gerardus't, Martinus JG Veltman
1998 - Robert B. Laughlin, Horst L. Störmer, Daniel C. Tsui
1997 - Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji, William D. Phillips
1996 - David M. Lee, Douglas D. Robert Osheroff, C. Richardson
1995 - Martin L. Perl, Frederick Reines
1994 - Bertram Brockhouse N., G. Clifford Shull
1993 - Russell A. Hulse Joseph H. Taylor Jr.
1992 - Georges Charpak
1991 - Pierre-Gilles de Gennes
1990 - Jerome I. Friedman Henry W. Kendall, Richard E. Taylor
1989 - Norman F. Ramsey, Hans G. Dehmelt, Wolfgang Paulo
1988 - M. Leon Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger
1987 - J. Georg Bednorz, K. Alexander Müller
1986 - Ernst Ruska, Gerd Binnig, Heinrich Rohrer
1985 - Klaus von Klitzing
1984 - Carlo Rubbia, Simon van der Meer
1983 - Subramanyan Chandrasekhar, William Alfred Fowler
1982 - Kenneth G. Wilson
1981 - Nicolaas Bloembergen, Schawlow Leonard Arthur, Kai M. Siegbahn

Nenhum comentário: