Por Timothy J. Jorgensen
Publicado no The Conversation
“A vida não precisa ser fácil, desde que não seja vazia.” — lise meitner
A fissão nuclear – o processo físico pelo qual átomos muito grandes como o urânio se dividem em pares de átomos menores – é o que torna as bombas nucleares e as usinas nucleares possíveis. Mas, por muitos anos, os físicos acreditaram que era energeticamente impossível que átomos tão grandes quanto o urânio (massa atômica = 235 ou 238) fossem divididos em dois.
Tudo mudou em 11 de fevereiro de 1939, com uma carta ao editor da Nature – uma das principais revistas científicas internacionais – que descreveu exatamente como tal coisa poderia ocorrer e até chamou de fissão. Nessa carta, a física Lise Meitner (carinhosamente apelidada de “Marie Curie alemã” por Albert Einstein), com a ajuda de seu jovem sobrinho Otto Frisch, fornecia uma explicação física de como a fissão nuclear poderia acontecer.
Foi um grande salto à frente na física nuclear, mas hoje Lise Meitner permanece obscura e em grande parte esquecida. Ela foi excluída da celebração da vitória por ser judia e sua história é repleta de injustiças e preconceitos.
O que acontece quando você divide um átomo
Meitner baseou seu argumento de fissão no “modelo de gota líquida” da estrutura nuclear – um modelo que comparou as forças que mantêm o núcleo atômico junto à tensão superficial que dá a uma gota de água sua estrutura. Ela observou que a tensão superficial de um núcleo atômico enfraquece à medida que a carga do núcleo aumenta, e poderia até se aproximar da tensão zero se a carga nuclear fosse muito alta, como é o caso do urânio (carga = 92+). A falta de tensão superficial nuclear suficiente permitiria então que o núcleo se dividisse em dois fragmentos quando atingido por um nêutron – uma partícula subatômica sem carga – com cada fragmento carregando níveis muito altos de energia cinética. Meisner observou: “Todo o processo de ‘fissão’ pode, portanto, ser descrito de uma forma essencialmente clássica [física]”. Simples assim, certo?
Os elementos transurânicos
Meitner foi além para explicar como seus colegas cientistas erraram. Quando os cientistas bombardearam o urânio com nêutrons, eles acreditaram que o núcleo do urânio, em vez de se dividir, capturou alguns nêutrons. Esses nêutrons capturados foram então convertidos em prótons carregados positivamente e, assim, transformaram o urânio em elementos cada vez maiores na tabela periódica – os chamados elementos “transurânicos”.
Algumas pessoas duvidavam que o bombardeio de nêutrons pudesse produzir elementos transurânicos, incluindo Irene Joliot-Curie – filha de Marie Curie – e Meitner. Joliot-Curie descobriu que um desses novos supostos elementos transurânicos realmente se comportava quimicamente como o rádio, o elemento que sua mãe havia descoberto. Joliot-Curie sugeriu que poderia ser apenas rádio (massa atômica = 226) – um elemento um pouco menor do que o urânio – que vinha do urânio bombardeado com nêutrons.
Rádio versus Bário
Meitner tinha uma explicação alternativa. Ela pensou que, em vez de rádio, o elemento em questão poderia ser o bário – um elemento com uma química muito semelhante ao rádio. A questão do rádio versus bário era muito importante para Meitner porque o bário (massa atômica = 139) era um possível produto da fissão de acordo com sua teoria do urânio dividido, mas o rádio não era – era muito grande (massa atômica = 226).
Meitner pediu a seu colega químico Otto Hahn que tentasse purificar ainda mais as amostras do bombardeio de urânio e avaliasse se elas eram, de fato, feitas de rádio ou de seu primo químico bário. Hahn obedeceu e descobriu que Meitner estava correto: o elemento na amostra era de fato bário, não rádio. A descoberta de Hahn sugeria que o núcleo do urânio havia se dividido em pedaços – tornando-se dois elementos diferentes com núcleos menores – exatamente como Meitner havia suspeitado.
Como uma mulher judia, Meitner foi deixada para trás
Meitner deveria ter sido a heroína do dia, e os físicos e químicos deveriam ter publicado em conjunto suas descobertas e esperado para receber os elogios do mundo pela descoberta da fissão nuclear. Mas, infelizmente, não foi isso que aconteceu. Meitner tinha duas dificuldades: ela era judia e vivia exilada na Suécia por causa da perseguição aos judeus na Alemanha nazista, e era mulher. Ela pode ter superado qualquer um desses obstáculos para o sucesso científico, mas ambos se mostraram intransponíveis.
Meitner trabalhava com Hahn quando eles estavam juntos no corpo docente do Instituto Kaiser Wilhelm em Berlim. Ao que tudo indica, eles foram colegas e amigos próximos por muitos anos. Quando os nazistas assumiram o controle, no entanto, Meitner foi forçada a deixar a Alemanha. Ela assumiu um cargo em Estocolmo e continuou a trabalhar em questões nucleares com Hahn e seu colega mais novo, Fritz Strassmann, por meio de correspondência regular. Essa relação de trabalho, embora não fosse ideal, ainda era altamente produtiva. A descoberta do bário foi o último fruto dessa colaboração.
No entanto, quando chegou a hora de publicar, Hahn sabia que incluir uma judia no jornal custaria a ele sua carreira na Alemanha. Assim, ele publicou sem ela, alegando falsamente que a descoberta se baseava exclusivamente em percepções obtidas em seu próprio trabalho de purificação química e que qualquer percepção física contribuída por Meitner desempenhava um papel insignificante. Tudo isso apesar do fato de que ele nem teria pensado em isolar o bário de suas amostras se Meitner não o tivesse instruído a fazê-lo.
A carta de fissão e o polêmico Prêmio Nobel
Hahn teve problemas para explicar suas próprias descobertas, no entanto. Em seu artigo, ele não apresentou nenhum mecanismo plausível para explicar como os átomos de urânio se dividiram em átomos de bário. Mas Meitner tinha a explicação. Então, algumas semanas depois, Meitner escreveu sua famosa carta de fissão ao editor, explicando ironicamente o mecanismo da “descoberta de Hahn”.
Mesmo isso não ajudava em sua situação. O comitê do Nobel concedeu o Prêmio Nobel de Química de 1944 “pela descoberta da fissão de núcleos pesados” apenas para Hahn. Paradoxalmente, a palavra “fissão” nunca apareceu na publicação original de Hahn, pois Meitner foi a primeira pessoa a cunhar o termo na carta publicada posteriormente.
Desde então, tem havido polêmica sobre a descoberta da fissão nuclear, com críticos afirmando que ela representa um dos piores exemplos de racismo e sexismo flagrantes pelo comitê do Nobel. Ao contrário de outra proeminente física nuclear cuja carreira a precedeu – Marie Curie – as contribuições de Meitner para a física nuclear nunca foram reconhecidas pelo comitê do Nobel. Ela foi totalmente deixada de lado e permanece desconhecida da maioria do público.
Fazendo as pazes com o passado
Após a guerra, Meitner permaneceu em Estocolmo e tornou-se cidadã sueca. Mais tarde na vida, ela decidiu deixar o passado ser passado. Ela se reconectou com Hahn, e os dois octogenários reassumiram sua amizade.
Embora o comitê do Nobel nunca tenha reconhecido seu erro, o desprezo por Meitner foi parcialmente mitigado em 1966 quando o Departamento de Energia dos Estados Unidos concedeu a ela, Hahn e Strassmann seu prestigioso Prêmio Enrico Fermi “por pesquisas pioneiras em radioatividades naturais e extensos estudos experimentais conduzidos para a descoberta da fissão”. Além disso, o elemento 109, o mais pesado do Universo, foi nomeado “meitnério” (Mt) em sua homenagem pela IUPAC.
O reconhecimento tardio de duas décadas veio bem a tempo para Meitner. Ela e Hahn morreram com meses de diferença em 1968; ambos tinham 89 anos. Sua lápide em Cambridge, na Inglaterra, carrega simplesmente os seguintes dizeres: “Lise Meitner: uma física que nunca perdeu sua humanidade”.
Algumas citações de Lise Meitner
“A ciência faz com que as pessoas se esforcem abnegadamente para chegar à verdade e à objetividade, ensina a aceitar a realidade, com assombro e admiração, sem falar no espanto e na alegria que a ordem natural das coisas produz em o verdadeiro cientista.”
“Não tenho nada a ver com a bomba!”
“Acho que os jovens refletem sobre como gostariam que sua vida se desenrolasse e, quando fiz isso, sempre cheguei à conclusão de que a vida não precisa ser fácil, desde que não seja vazia.”
