{"id":25783,"date":"2025-03-13T14:24:55","date_gmt":"2025-03-13T17:24:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=25783"},"modified":"2025-03-13T14:27:35","modified_gmt":"2025-03-13T17:27:35","slug":"o-pai-do-spin-sustenta-o-vazio-da-materia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/o-pai-do-spin-sustenta-o-vazio-da-materia\/","title":{"rendered":"O \u201cpai\u201d do spin sustenta o vazio da mat\u00e9ria"},"content":{"rendered":"\n<p>O Museu de Arte de S\u00e3o Paulo (MASP), em plena Avenida Paulista, j\u00e1 \u00e9 uma obra de arte. Sonhado pela arquiteta Lina Bo Bardi, o museu tem influ\u00eancia do Modernismo e do Brutalismo, uma vez que usa o concreto aparente e o vidro. Inaugurado em 1968, impressiona at\u00e9 hoje com seu v\u00e3o livre de 74 metros, criado dessa forma com o intuito de permitir vista livre para o Vale do Anhangaba\u00fa. A partir de quatro grossas bases de concreto, o MASP parece flutuar no vazio.<\/p>\n\n\n\n<p>A ideia se torna ainda mais intrigante se pud\u00e9ssemos enxergar cada vez mais o \u00edntimo da mat\u00e9ria at\u00e9 o universo qu\u00e2ntico, que revelaria que o \u00e1tomo \u00e9 tamb\u00e9m um grande vazio. Se o MASP fosse o n\u00facleo de um \u00e1tomo de hidrog\u00eanio, por exemplo, o seu \u00fanico el\u00e9tron estaria localizado pr\u00f3ximo a Curitiba, no Paran\u00e1.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201cN\u00f3s somos um grande vazio! O \u00e1tomo \u00e9 um grande vazio: \u00e9 um n\u00facleo no qual o el\u00e9tron est\u00e1 girando em volta de um grande vazio. Por que isso tudo n\u00e3o colapsa?\u201d, pergunta Olival Freire Jr, professor de Hist\u00f3ria da F\u00edsica da Universidade Federal da Bahia (UFBA), Diretor Cient\u00edfico do CNPq e ex-membro do Conselho da Sociedade Brasileira de F\u00edsica (SBF).<\/p>\n\n\n\n<p>Para responder a essa pergunta, a revista Nature, refer\u00eancia em divulga\u00e7\u00e3o cient\u00edfica no mundo acad\u00eamico, convidou Freire Jr e Thiago Hartz, professor do Instituto de Matem\u00e1tica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a escreverem um ensaio sobre um evento da evolu\u00e7\u00e3o hist\u00f3rica da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica pouco mencionado na academia, mas de vital import\u00e2ncia: o Princ\u00edpio da Exclus\u00e3o de Pauli.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"678\" src=\"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/2014-Olival-Freire-Jr-Silvan-Schweber-e-Thiago-Hartz-1024x678.jpg\" alt=\"Olival Freire Jr (dir), Silvan Schweber e Thiago Hartz.\" class=\"wp-image-25787\" style=\"width:739px;height:auto\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Olival Freire Jr (dir), Silvan Schweber e Thiago Hartz.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<p>Nomeado em homenagem ao f\u00edsico te\u00f3rico austr\u00edaco Wolfgang Pauli, que o formulou, esse princ\u00edpio \u00e9 fundamental para a compreens\u00e3o da estrutura eletr\u00f4nica dos \u00e1tomos e, consequentemente, das propriedades da mat\u00e9ria que explicam por que somos o que somos no aspecto estrutural. \u201cO Princ\u00edpio da Exclus\u00e3o de Pauli \u00e9 absolutamente crucial\u201d, afirma o historiador da ci\u00eancia.<\/p>\n\n\n\n<p>Diferentemente de outros artigos da revista, <a href=\"https:\/\/rdcu.be\/ec5vn\">The Quantum Law of Matter<\/a> pode ser lido gratuitamente no site da publica\u00e7\u00e3o. \u201cFoi uma alegria receber o convite de uma revista com o prest\u00edgio da Nature, que tem tomado essa decis\u00e3o de publicar uma s\u00e9rie de ensaios escritos por especialistas do mundo inteiro e destinados a um p\u00fablico mais amplo, com o intuito de comemorar os cem anos da Mec\u00e2nica Qu\u00e2ntica no Ano Internacional da Ci\u00eancia e da Tecnologia Qu\u00e2nticas (IYQ, sigla para International Year of Quantum Science and Technology). Que outros brasileiros possam ter essa oportunidade, que, digo, foi muito mais dif\u00edcil do que escrever textos t\u00e9cnicos\u201d, brinca Freire Jr, em entrevista online concedida ao <strong>Boletim SBF<\/strong> a partir de sua sala no CNPq.<\/p>\n\n\n\n<p>O artigo de Freire Jr e Hartz busca atrair a aten\u00e7\u00e3o do leitor exatamente pela curiosidade sobre por que o \u00e1tomo \u00e9 como \u00e9 e como ele se aglutina, formando elementos mais complexos, como mol\u00e9culas. Al\u00e9m disso, apresenta um processo evolutivo das descobertas cient\u00edficas entre os s\u00e9culos XIX e XX, que, dia ap\u00f3s dia, ano ap\u00f3s ano, foi inspirando cientistas na busca por entender o Universo \u2013 da cria\u00e7\u00e3o da Tabela Peri\u00f3dica \u00e0 teoria sobre o el\u00e9tron e ao Princ\u00edpio da Incerteza, segundo o qual n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel determinar ao mesmo tempo a velocidade e a posi\u00e7\u00e3o de uma part\u00edcula.<\/p>\n\n\n\n<p>A partir dos estudos de Max Planck, em 1900, sobre a emiss\u00e3o de energia distribu\u00edda em pacotes (quanta), at\u00e9 Niels Bohr, que, em parceria com outros cientistas, definiu a exist\u00eancia de tr\u00eas estados e n\u00fameros qu\u00e2nticos do el\u00e9tron (camada, momento angular e momento magn\u00e9tico), algo estranho acontecia nos laborat\u00f3rios durante o estudo do espectro \u00f3tico de uma amostra aquecida. Com o calor, os el\u00e9trons ganhavam energia, mas, em determinado momento, perdiam-na. Ao deca\u00edrem, emitiam luz, que era dividida por um prisma, criando linhas no espectro. No entanto, quando a amostra, al\u00e9m de aquecida, era exposta a um forte campo eletromagn\u00e9tico, as linhas se dividiam sem explica\u00e7\u00e3o. Essa foi uma das curiosidades que impulsionaram Pauli.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201cO Princ\u00edpio de Pauli foi influenciado por ideias de Edmund Clifton Stoner, mas sua abordagem era original \u2014 e incomum \u2014 em muitos aspectos. Para come\u00e7ar, parecia estar baseada principalmente em numerologia, sem uma conex\u00e3o direta com a f\u00edsica conhecida. A principal contribui\u00e7\u00e3o de Pauli ao modelo de Bohr foi a introdu\u00e7\u00e3o de um quarto n\u00famero qu\u00e2ntico \u2014 um que, ao contr\u00e1rio dos de Bohr, n\u00e3o tinha analogia com a f\u00edsica cl\u00e1ssica e nem mesmo qualquer representa\u00e7\u00e3o visual no espa\u00e7o-tempo. Esse novo n\u00famero qu\u00e2ntico, o spin, poderia ter apenas dois valores\u201d, escrevem os autores do ensaio.<\/p>\n\n\n\n<p>Freire Jr refor\u00e7a essa ideia de \u201cnumerologia\u201d porque parte da formula\u00e7\u00e3o de Pauli surgiu como uma inspira\u00e7\u00e3o, semelhante \u00e0 de artistas e poetas, que abstraem a realidade e a explicam sob a condi\u00e7\u00e3o de mant\u00ea-la \u201cinvis\u00edvel\u201d, imposs\u00edvel de ser visualizada diretamente. O pr\u00f3prio Pauli, pai do spin, n\u00e3o saberia dizer o que era esse momento angular intr\u00ednseco do el\u00e9tron. Aos 24 anos, lembra o artigo de Freire Jr e Hartz, Pauli j\u00e1 era um g\u00eanio da matem\u00e1tica e mantinha uma frut\u00edfera correspond\u00eancia at\u00e9 com Carl Jung, um dos pais da psican\u00e1lise. Suas an\u00e1lises sobre o spin levaram-no a criar o que Freire Jr associa a um postulado dos Dez Mandamentos: dois el\u00e9trons nunca poder\u00e3o ter os mesmos quatro n\u00fameros qu\u00e2nticos iguais.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201cUm ano ap\u00f3s o princ\u00edpio de Pauli, a matem\u00e1tica chegou ao que se chama estat\u00edstica de Fermi-Dirac. Os el\u00e9trons s\u00e3o considerados f\u00e9rmions, e, no caso deles, n\u00e3o podem ter os mesmos n\u00fameros qu\u00e2nticos iguais, caso contr\u00e1rio, colapsariam. Isso \u00e9 o oposto do que ocorre com os b\u00f3sons, que n\u00e3o possuem essa restri\u00e7\u00e3o. A mat\u00e9ria que conhecemos \u2014 \u00e1tomos, mol\u00e9culas \u2014 n\u00e3o se condensa. O Princ\u00edpio de Pauli nos explica por que a mat\u00e9ria \u00e9 espessa. Quer dizer, por que ela n\u00e3o reduz tudo? Por que n\u00e3o colapsa? Por que os el\u00e9trons e pr\u00f3tons n\u00e3o se juntam e fazem a mat\u00e9ria colapsar? Ent\u00e3o, eu diria que \u00e9 um princ\u00edpio explicativo fundamental\u201d, explica Freire Jr.<\/p>\n\n\n\n<p>Freire Jr n\u00e3o descarta a import\u00e2ncia de Werner Heisenberg, que introduziu o conceito de \u201cmec\u00e2nica matricial\u201d e estabeleceu as bases formais da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica em 1925, mas considera que Pauli \u00e9 frequentemente esquecido nos cursos de F\u00edsica no estudo da Mec\u00e2nica Qu\u00e2ntica. Para o cientista, Pauli levou a velha mec\u00e2nica qu\u00e2ntica ao seu limite m\u00e1ximo, preparando o terreno para novas descobertas. \u201cN\u00f3s ficamos muito contentes de ter escrito esse cap\u00edtulo, que \u00e9, eu diria, um momento de transi\u00e7\u00e3o. \u00c9 o m\u00e1ximo que a velha mec\u00e2nica qu\u00e2ntica foi capaz de produzir. A partir dali, j\u00e1 era a nova mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Hoje, voc\u00ea pode dizer que o Princ\u00edpio de Pauli n\u00e3o tem nada de errado, ele continua sendo um princ\u00edpio explicativo fundamental.\u201d<\/p>\n\n\n\n<p><strong>(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>O Museu de Arte de S\u00e3o Paulo (MASP), em plena Avenida Paulista, j\u00e1 \u00e9 uma obra de arte. Sonhado pela arquiteta Lina Bo Bardi, o museu tem influ\u00eancia do Modernismo e do Brutalismo, uma vez que usa o concreto aparente e o vidro. 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