Cientistas descobriram uma nova camada do núcleo da Terra em fevereiro. Veja outros fatos que revolucionaram conceitos tradicionalmente ensinados nas escolas
Nos últimos anos, algumas descobertas provocaram mudanças de paradigma nos conceitos científicos, como mostra a reportagem Cientistas descrevem nova camada do núcleo da Terra (VEJA Edição Digital, 10 de fevereiro de 2015), que traz a informação de que o núcleo sólido no planeta não seria homogêneo como pensávamos. "Isso mostra que a Ciência não é algo pronto e acabado, que deva ser dado aos alunos, mas sim um conhecimento construído socialmente, fortemente ligado à visão de mundo dominante e a outros interesses", afirma Gustavo Isaac Killner, professor de Física da Universidade de São Paulo (USP). Conheça aqui três descobertas recentes citadas por ele que impactam os conteúdos que são tradicionalmente ensinados em sala de aula.
1. Produção do Condensado de Bose Einstein (BEC, na sigla em inglês)
Ainda ensina-se na escola que existem apenas três estados físicos da matéria: sólido, líquido e gasoso. Na verdade, sabe-se que existem pelo menos seis estados. Além dos três mencionados, existe o plasma - um gás altamente ionizado (como o fogo, por exemplo, ou o material que preenche as lâmpadas fluorescentes, quando acesas) já bastante difundido e utilizado em televisores e telas de computador, principalmente; e dois estados físicos quânticos: o Condensado de Bose Einstein (BEC - Bose Einstein Condensate) e o gás ou condensado de Férmi, também conhecido como Condensado Fermiônico. O condensado de Bose-Einstein é um estado da matéria atingido por bósons (menores unidades de partícula existentes) a uma temperatura muito próxima do zero absoluto (-273º C), quando átomos atingem o mais baixo estado quântico. Sua existência foi prevista por Albert Einstein (1879-1955) em 1925, mas o primeiro BEC foi produzido em 1995, na Universidade de Colorado, por Eric Cornell e Carl Wieman, resfriando um gás a 170 nanokelvins (0,00000017 K). Atualmente, o BEC já é produzido em vários laboratórios pelo mundo e suas propriedades de superfluidez e supercondutividade já vem sendo testadas para restringir a velocidade da luz a valores bastante baixos, o que possibilitaria o armazenamento e o processamento de dados em quantidades absurdas e o advento dos supercomputadores quânticos.
Em 2012, pesquisadores do CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear) colocaram prótons dentro de um acelerador de partículas e provocaram colisões entre eles. Essas "pancadas" geraram explosões intensas, como no Big-Bang (teoria dominante sobre o desenvolvimento inicial do universo). Assim, descobriram a existência do chamado Bóson de Higgs ? partícula elementar menor que um átomo que ficou conhecida popularmente como a "partícula de Deus" -, e que ajuda a explicar a origem de toda matéria existente no universo . Segundo a teoria, o Bóson de Higgs deu massa à matéria expelida pelo Big Bang há 14 bilhões de anos, o que permitiu o surgimento de tudo o que existe no cosmos. De acordo com o pesquisador e físico britânico Peter Higgs, que sugeriu a existência do modelo, todas as partículas não possuíam massa e eram iguais logo após a grande explosão que deu origem ao universo. Conforme o cosmos esfriou, um campo de força invisível, o "campo de Higgs", se formou. Esse campo permanece no cosmos e qualquer partícula que interaja com ele recebe massa. Quanto mais interagem, mais pesadas as partículas se tornam. As que não interagem permanecem sem massa. Portanto, as partículas só conseguiram ganhar massa devido ao Bóson de Higgs.
3. Desenvolvimento de metamateriais
Os metamateriais são materiais artificiais, criados pelo homem, dotados de propriedades físicas que não são encontradas normalmente na natureza. Eles foram teorizados pela primeira vez em 1967, pelo físico ucraniano Victor Veselago, mas durante muito tempo foram considerados impossíveis por apresentarem propriedades óticas improváveis, como índice de refração negativo (a refração, que se caracteriza pela mudança de direção de uma onda ao atravessar a fronteira entre meios diferentes, por definição, não tem índice menor do que 1).
Esses materiais conseguem "dobrar" as ondas eletromagnéticas, como a luz, contornando um determinado objeto sem refletir ou refratar a luz. A curva dos raios luminosos em torno dele dá a um observador a impressão de que este é completamente transparente, ou seja, invisível. Por isso, os metamateriais podem ser usados para formar estruturas de "camuflagem". Em 2012, cientistas da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, conseguiram, por meio de metamateriais, criar a primeira "capa de invisibilidade" que esconde objetos pequenos com perfeição. Materiais semelhantes já haviam sido desenvolvidos, mas não eram totalmente eficientes na hora de evitar a reflexão da luz que incidia sobre o objeto necessária para torná-lo invisível. Esse material anda tem limitações. O maior problema é que formas tridimensionais, em algum momento, fazem curvas e oferecem ângulos. Assim, não há uma forma muito eficiente, ainda, de fazer com que a luz contorne esses ângulos e mantenha a ilusão de invisibilidade em todos os lados.
Além de mudar os paradigmas da refração, - a mudança de direção de uma onda ao atravessar a fronteira entre meios diferentes (até então não havia materiais com índice de refração negativo, capazes de fazer curvar as ondas), os metamateriais podem ter grande impacto na transmissão de dados nas telecomunicações, no desenvolvimento de chips de computação e até mesmo na qualidade de exames de ultrassom, na medicina.