Sam Kean

A colher que desaparece

E outras histórias reais de loucura,

amor e morte a partir dos elementos químicos

Tradução:

Claudio Carina

Revisão técnica:

Diego Vaz Bevilaqua

Museu da Vida/Fundação Oswaldo Cruz

Sumário

Introdução

PARTE I Orientação: coluna por coluna, linha por linha

1. Geografia como destino

2. Quase gêmeos e as ovelhas negras: a genealogia dos elementos

3. As ilhas Galápagos da tabela periódica

PARTE II Fazendo átomos, quebrando átomos

4. De onde vêm os átomos: “Todos somos feitos do material das estrelas”

5. Elementos em tempos de guerra

6. Completando a tabela… com um estrondo

7. Ampliando a tabela, expandindo a Guerra Fria

PARTE III Confusão periódica: o surgimento da complexidade

8. Da física à biologia

9. O corredor do envenenamento

10. Pegue dois elementos, me acorde de manhã cedo

11. Como os elementos enganam 180

PARTE IV Os elementos da personalidade humana

12. Elementos políticos

13. Elementos como dinheiro

14. Elementos artísticos

15. Um elemento de loucura

PARTE V A ciência dos elementos, hoje e amanhã

16. O caminho da química, bem abaixo de zero

17. Esferas de esplendor: a ciência das bolhas

18. Instrumentos ridiculamente precisos

19. Acima (e além) da tabela periódica

Notas e errata

Bibliografia

Créditos e agradecimentos

Tabela periódica dos elementos

Índice

Introdução

QUANDO EU ERA CRIANÇA, no início dos anos 1980, costumava falar com a boca cheia – de comida, de instrumentos de dentista, de bolas de soprar que voavam longe, de qualquer coisa − e fazia isso mesmo se não houvesse ninguém por perto. Na primeira vez em que me vi sozinho com um termômetro debaixo da língua, esse hábito deu origem ao meu fascínio pela tabela periódica. Tive muitas crises de infecção de garganta no decorrer do segundo e do terceiro ano do ensino básico, e em alguns dias era difícil engolir. Eu não achava tão ruim ter de ficar em casa sem ir à escola e me tratar com sorvete de baunilha com cobertura de chocolate. Além disso, ficar doente sempre me dava a oportunidade de quebrar um daqueles antiquados termômetros de mercúrio.

Deitado e com o tubo de vidro debaixo da língua, eu respondia a uma pergunta imaginária em voz alta, e o termômetro caía da minha boca e se estilhaçava no chão de madeira, fazendo com que o mercúrio líquido do bulbo se espalhasse como bolinhas de gude. Um minuto depois, apesar do quadril artrítico, minha mãe se abaixava no chão e começava a encurralar as bolinhas. Usando um palito de dente como se fosse um taco de hóquei, ela varria as esferas flexíveis em direção umas às outras até quase se tocarem. De repente, num empurrão final, uma das esferas engolia a outra e restava apenas uma bola homogênea tremulando onde antes havia duas. Ela repetia o truque mágico várias vezes, com a bola maior engolindo as outras até que toda aquela lentilha prateada fosse recomposta.

Quando conseguia reunir todos os pedaços de mercúrio, ela pegava um frasco de plástico para comprimidos com rótulo verde que guardávamos numa prateleira da cozinha, entre um ursinho de pelúcia segurando uma vara de pesca e uma caneca de cerâmica de uma reunião de família de 1985. Depois de recolher a esfera num envelope, ela despejava com cuidado o conteúdo do nosso último termômetro no pequeno frasco sobre a esfera já do tamanho de uma noz. Às vezes, antes de esconder o frasco, ela despejava o mercúrio na tampa e deixava que eu e meus irmãos observássemos aquele metal futurístico se agitando, sempre se dividindo e se reunindo de forma impecável. Eu sentia pena das crianças cujas mães tinham tanto medo de mercúrio que não as deixavam nem comer atum. Apesar de sua ganância por ouro, os alquimistas medievais consideravam o mercúrio a substância mais poética e poderosa do universo. Quando era criança eu concordava com eles. Cheguei até a acreditar, assim como eles, que aquela substância transcendia as categorias banais de líquido ou sólido, metal ou água, céu ou inferno e que abrigava espíritos do outro mundo.

Como descobri depois, o mercúrio age dessa forma por suas características como elemento. Diferente da água (H_2O) ou do dióxido de carbono (CO_2), ou de quase tudo o mais que a gente encontra no dia a dia, o mercúrio não pode ser fracionado em unidades menores. Na verdade, o mercúrio é um dos elementos mais heterodoxos: seus átomos só gostam de estar com outros átomos de mercúrio, e eles evitam contato com o mundo exterior contraindo-se numa esfera. A maior parte dos líquidos que eu derramava quando era criança não fazia isso. A água se espalhava por toda parte, assim como o azeite, o vinagre e a gelatina derretida. O mercúrio nunca deixava uma mancha sequer. Meus pais sempre me alertavam para usar sapatos quando eu derrubava um termômetro, para evitar que algum caquinho invisível entrasse no meu pé. Mas não me lembro de nenhum alerta sobre mercúrio perdido.

Durante muito tempo considerei com especial atenção o elemento 80, na escola e nos livros, como alguém procurando o nome de um amigo de infância nos jornais. Eu nasci em Great Plains, e aprendi em minhas aulas que Meriwether Lewis e William Clark atravessaram o estado de Dakota do Sul e o resto do território da Louisiana levando um microscópio, bússolas, sextantes e três termômetros de mercúrio, além de outros instrumentos. O que eu não sabia era que eles também levavam seiscentos laxantes de mercúrio, cada um quatro vezes maior que uma aspirina. Os laxantes chamavam-se Dr. Rush’s Bilious Pills, em homenagem a Benjamin Rush, um dos signatários da Declaração de Independência e também um médico heroico, pela coragem de ter ficado na Filadélfia durante uma febre epidêmica em 1793. Seu tratamento preferido, para qualquer doença, era uma maçaroca de mercúrio administrada via oral. Apesar do progresso geral da medicina entre 1400 e 1800, os médicos desse período eram mais curandeiros do que médicos. Como numa espécie de simpatia mágica, eles acreditavam que o lindo e atraente mercúrio podia curar os pacientes provocando uma crise feia – veneno contra veneno. O dr. Rush fazia os pacientes ingerirem a solução até babarem, e, com frequência, as pessoas perdiam dentes e cabelos depois de semanas ou meses de tratamento contínuo. A “cura” empregada por ele sem dúvida envenenou ou até matou instantaneamente muita gente que talvez tivesse sido poupada pela febre amarela. Mesmo assim, depois de aperfeiçoar seu tratamento na Filadélfia, dez anos depois ele enviou Meriwether e William em uma expedição com algumas embalagens de amostras. Em um conveniente efeito colateral, as pílulas do dr. Rush possibilitaram que arqueólogos modernos conseguissem rastrear os locais de acampamento usados pelos exploradores. Com o estranho alimento e a água duvidosa que encontravam pelo caminho, sempre havia alguém enjoado na expedição, e até hoje existem depósitos de mercúrio nos locais onde eles cavavam suas latrinas, talvez depois que um dos “trovões”, como eram conhecidas as pílulas do dr. Rush, tivesse funcionado um pouco bem demais.

O mercúrio também apareceu nas minhas aulas de ciência. Quando fui apresentado à confusão da tabela periódica, eu procurei por ele, mas não consegui encontrá-lo. Ele está lá – entre o ouro, que também é denso e mole, e o tálio, que também é venenoso. Mas o símbolo do mercúrio, Hg, consiste de duas letras que nem aparecem no nome do elemento. A solução desse mistério – a palavra deriva de hydragyrum, “água de prata” em latim – me ajudou a entender o quanto as línguas e as mitologias antigas influenciaram a tabela periódica, algo que se vê até hoje nos elementos mais recentes e superpesados da última linha.

Também encontrei o mercúrio em minhas aulas de literatura. Fabricantes de chapéu usavam uma água de mercúrio brilhante e alaranjada para separar o pelo das peles, e os chapeleiros que trabalhavam perto de tanques fumegantes, como o chapeleiro louco de Alice no País das Maravilhas, aos poucos iam perdendo o cabelo e o juízo. Isso explicava por que as pílulas do dr. Rush purgavam tão bem o intestino: o corpo sempre tenta se livrar de qualquer veneno, inclusive o mercúrio. E se a ingestão do mercúrio já é tóxica, seus vapores são ainda piores. Eles fritam os “fios” do sistema nervoso central e fazem buracos no cérebro, assim como acontece nos estágios avançados do mal de Alzheimer.

Mas quanto mais eu aprendia sobre os perigos do mercúrio, mais me sentia atraído por sua beleza destruidora – como no verso de William Blake: “Tyger! Tyger! burning bright” [Tigre! Tigre! viva chama]. Com o passar dos anos, meus pais redecoraram a cozinha e desmontaram a prateleira com a caneca e o ursinho de pelúcia, mas mantiveram minha miscelânea guardada numa caixa de papelão. Numa visita recente, encontrei o frasco de rótulo verde e o abri. Ao agitá-lo, senti o peso lá dentro deslizando num círculo. Quando olhei dentro do frasco, meus olhos se fixaram nas pequenas partes que tinham se espalhado ao redor da bolinha maior. Lá estavam elas, cintilantes como gotas de água tão perfeitas que só se encontram em fantasias. Durante toda a minha infância, associei mercúrio derramado a febre. Dessa vez, conhecendo a temível simetria daquelas pequenas esferas, senti um arrepio.

A PARTIR DAQUELE ÚNICO ELEMENTO, eu aprendi história, etimologia, alquimia, mitologia, literatura, venenos forenses e psicologia.[1] E não foram as únicas histórias de elementos que colecionei, em especial depois que me envolvi em estudos científicos na faculdade e conheci alguns professores que tinham prazer em interromper suas pesquisas para um pequeno bate-papo científico.

Já formado em física e querendo fugir dos laboratórios para escrever, eu me sentia infeliz entre os cientistas jovens, sérios e talentosos em minhas aulas, que se dedicavam a experimentos de tentativa e erro de uma forma que jamais consegui. Passei cinco anos congelando em Minnesota e acabei recebendo um diploma com distinção acadêmica em física, mas, apesar de ter passado centenas de horas em laboratórios, memorizado milhares de equações e desenhado milhares de diagramas com rampas e polias sem atrito, minha verdadeira instrução veio das histórias que meus professores contavam. Histórias sobre Gandhi e Godzilla e de um eugenista que usou germânio para roubar um Prêmio Nobel. Sobre pessoas sufocando, em paz, com gás nitrogênio em ônibus espaciais. Sobre um ex-professor de minha faculdade que fazia experiências com um marcapasso movido a plutônio dentro do próprio peito, acelerando e reduzindo seu ritmo ao se aproximar de bobinas magnéticas gigantes e brincar com elas.

Eu me envolvi com todas essas histórias, e recentemente, enquanto refletia sobre o mercúrio durante um café da manhã, percebi que sempre existe uma história estranha, engraçada ou atemorizante relacionada aos elementos da tabela periódica. Ao mesmo tempo, a tabela é uma das grandes realizações intelectuais da humanidade. É tanto uma realização científica quanto uma história em quadrinhos, e resolvi escrever este livro para descascar todas as suas camadas, uma a uma, como as transparências em um livro-texto de anatomia que contam a mesma história em diferentes profundidades. Em seu nível mais simples, a tabela periódica é um catálogo com todos os diferentes tipos de matéria do nosso universo, os pouco mais de cem personagens que, com suas personalidades fortes, dão origem a tudo que vemos e tocamos. Seu formato também nos oferece pistas científicas de como essas personalidades se misturam umas com as outras nas multidões. Num nível um pouco mais complicado, a tabela periódica codifica todas as informações forenses sobre a origem de todos os tipos de átomo e quais átomos podem se fragmentar ou se transformar em átomos diferentes. Esses átomos se combinam naturalmente em sistemas dinâmicos como criaturas vivas, e a tabela periódica prevê como isso acontece. Prevê inclusive quais corredores de elementos nefastos podem prejudicar ou destruir coisas vivas.

Finalmente, a tabela periódica é uma maravilha antropológica, um artefato que reflete todos os aspectos maravilhosos, artísticos e medonhos dos seres humanos e a maneira como interagimos com o mundo físico – a história de nossa espécie narrada com um roteiro compacto e elegante. E ela merece ser estudada em cada um desses níveis, começando pelo mais elementar e evoluindo gradualmente em sua complexidade. Além de nos divertir, as histórias da tabela periódica fornecem uma forma de compreender o que nunca se vê nos livros-textos ou em manuais de laboratório. Nós comemos e respiramos a tabela periódica; pessoas apostam grandes quantias de dinheiro nela; filósofos a usam para sondar o significado da ciência; ela envenena pessoas e provoca guerras. Entre o hidrogênio no alto à esquerda e as impossibilidades produzidas pelo homem à espreita na parte inferior, pode-se encontrar bolhas, bombas, dinheiro, alquimia, politicagem, história, veneno, crime e amor. E até um pouco de ciência.

PARTE I

Orientação: coluna por coluna, linha por linha

1. Geografia como destino

AO PENSAREM NA TABELA PERIÓDICA, em geral as pessoas se lembram de um quadro pendurado na parede nas aulas de química da escola, um gráfico assimétrico cheio de colunas e linhas pairando sobre os ombros do professor. Normalmente era um painel enorme, de 2 metros de largura por 1,5 de altura, um tamanho tanto ousado quanto apropriado, dada sua importância para a química. Costumava ser apresentada em classe no início do período letivo e continuava relevante até o final, sendo a única informação científica que se podia consultar durante os exames, ao contrário das anotações de aula ou dos livros didáticos. Claro que a sensação de frustração que a gente talvez relacione com a lembrança da tabela periódica pode se originar no fato de que, apesar de estar livre e disponível para consulta, de funcionar como uma cola gigantesca e permitida, nada daquilo adiantava.

Por um lado, a tabela periódica parecia organizada e bem acabada, quase um fruto da engenharia alemã para o máximo de utilidade científica. Por outro, era uma confusão de números grandes, siglas e o que parecia para todo mundo mensagens de erro de um computador ([Xe]6s^24f^15d^1), e era difícil não se sentir um pouco angustiado. E apesar de ficar claro que a tabela periódica tinha algo a ver com as outras ciências, como a física e a biologia, não era exatamente evidente como isso acontecia. Talvez a maior frustração para muitos estudantes era que algumas pessoas entendiam a tabela periódica, realmente desvendavam seu funcionamento e conseguiam deduzir tantos fatos com muita presunção e indiferença. É a mesma irritação que os daltônicos devem sentir quando pessoas que enxergam todas as cores localizam setes e noves disfarçados dentro de diagramas pontilhados em várias cores – uma informação crucial, porém escondida, que para eles nunca assume uma forma coerente. As pessoas se lembram da tabela com uma mistura de fascínio, afeto, inferioridade e aversão.

Antes de apresentar a tabela periódica, os professores deveriam remover toda a confusão de números e letras e fazer os alunos examinarem a coisa em branco.

O que isso parece? Uma espécie de castelo, com uma muralha principal desigual, como se as mansões reais ainda estivessem em construção na parte superior à esquerda, com grandes torres de defesa nas duas extremidades. Contém dezoito colunas irregulares e sete linhas horizontais, com uma “pista de pouso” de duas colunas extras debaixo de tudo. O castelo é feito de “tijolos”, e a primeira coisa não óbvia a respeito é que os tijolos não são intercambiáveis. Cada tijolo é um elemento, ou um tipo de substância (até o momento, 112 elementos formam a tabela, e ainda faltam alguns), e o castelo inteiro desmoronaria se esses tijolos não estivessem exatamente onde estão. Não é exagero: se os cientistas determinassem que um dos elementos de alguma forma poderia caber numa caixa diferente ou que dois elementos poderiam trocar de lugar, o edifício inteiro desmoronaria.

Outra curiosidade arquitetônica é o castelo ser feito de materiais diferentes em áreas diferentes. Isto é, nem todos os tijolos são feitos da mesma substância, nem apresentam as mesmas características. Setenta e cinco por cento dos tijolos são metais, o que significa que a maior parte dos elementos tem a forma de sólidos frios e cinzentos, pelo menos nas temperaturas a que os seres humanos estão acostumados. Algumas poucas colunas do lado oriental contêm gases. Apenas dois elementos, o mercúrio e o bromo, são líquidos à temperatura ambiente. Entre os metais e os gases, mais ou menos onde fica Kentucky no mapa dos Estados Unidos, encontram-se alguns elementos difíceis de definir, cuja natureza amorfa lhes confere propriedades interessantes, como a capacidade de formar ácidos bilhões de vezes mais fortes que qualquer coisa trancada em qualquer depósito de substâncias químicas. No todo, se cada tijolo fosse feito da substância que representa, um castelo feito desses elementos seria uma quimera, com anexos e asas de eras incongruentes ou, numa perspectiva mais caridosa, um projeto de Daniel Libeskind,[a] com materiais aparentemente incompatíveis combinados num conjunto elegante.

A razão para nos determos na planta das muralhas do castelo é que as coordenadas de um elemento determinam quase tudo cientificamente interessante sobre ele. Para cada elemento, sua geografia é o seu destino. Aliás, agora que você tem uma noção do significado do formato geral da tabela, posso utilizar uma metáfora mais útil: a tabela periódica é uma espécie de mapa. E para apresentá-lo com mais detalhe, vou analisar esse mapa do leste para o oeste, passando por elementos bem conhecidos e por outros mais exóticos.

Começando por cima, na coluna 18 na extrema direita, há uma série de elementos conhecidos como gases nobres. Nobre é um termo arcaico e soa engraçado, mais do campo da ética e da filosofia do que da química. E na verdade o termo “gases nobres” surgiu no berço da filosofia ocidental, na Grécia antiga. Foi lá que, depois que os conterrâneos Leucipo e Demócrito inventaram o conceito de átomo, Platão cunhou a palavra “elementos” (em grego, stoicheia) como um termo genérico para as diferentes pequenas partículas da matéria. É claro que Platão – que partiu de Atenas por volta de 400 a.C. por razões de segurança depois da morte de seu mentor, Sócrates, e continuou vagando e escrevendo sobre filosofia durante anos – não tinha noção do que é um elemento em termos químicos. Mas, se soubesse, sem dúvida teria escolhido os elementos do lado oriental da tabela como seus favoritos, especialmente o hélio.

Em Simpósio, seu diálogo sobre o amor e o erotismo, Platão afirmou que todo ser vivo anseia por encontrar seu complemento, sua metade faltante. Quando aplicado a pessoas, isso implica paixão e sexo e todas as encrencas que acompanham a paixão e o sexo. Além disso, Platão enfatizou em seus diálogos que coisas abstratas e permanentes são intrinsecamente mais nobres que as coisas que estão interagindo com a matéria bruta por aí. Isso explica por que ele adorava geometria, com seus círculos e cubos idealizados, objetos perceptíveis apenas pela nossa razão. Para objetos não matemáticos, Platão desenvolveu uma teoria das “formas” em que argumentava que todos os objetos são sombras de algo ideal. Todas as árvores, por exemplo, são cópias imperfeitas de uma árvore ideal, a cuja perfeita “arvoridade” elas aspiram. O mesmo com os peixes e a “peixidade” ou com as xícaras e a “xicaricidade”. Platão acreditava que essas formas não eram meramente teóricas, que existiam na realidade, mesmo que flutuando por aí, num domínio empírico além da percepção humana. Ele teria se sentido tão chocado quanto qualquer um quando os cientistas começaram a conjurar na terra formas ideais a partir do hélio.

Em 1911, um cientista germano-holandês estava resfriando mercúrio com hélio líquido quando descobriu que abaixo de −269°C o sistema perdia toda a resistência elétrica e se tornava um condutor ideal. Seria como esfriar um iPod a centenas de graus abaixo de zero e verificar que a bateria continua totalmente carregada, não importando por quanto tempo ou em que volume a música fosse tocada, até o infinito, enquanto o hélio mantivesse o circuito gelado. Em 1937, uma equipe de cientistas russos e canadenses conseguiu fazer um truque ainda mais incrível com hélio puro. Quando resfriado até −271°C, o hélio se transformou num superfluido, com zero viscosidade e zero resistência ao fluxo – um fluido perfeito. O hélio superfluido desafia a gravidade e flui para cima pelas paredes. Na época, foram descobertas espantosas. Em geral, para simplificar os cálculos, os cientistas disfarçam e fingem que efeitos como a fricção são iguais a zero. Nem mesmo Platão previu que um dia alguém de fato encontraria uma de suas formas ideais.

O hélio é também o melhor exemplo de “elementidade” – uma substância que não pode ser desmembrada ou alterada por processos químicos normais. Os cientistas precisaram de 2.200 anos, da Grécia de 400 a.C. até a Europa de 1800 d.C., para compreender o que, de fato, eram os elementos, porque muitos deles são variáveis. Era difícil perceber o que fazia o carbono ser carbono, pois o elemento aparecia em milhares de componentes, todos com propriedades diferentes. Hoje dizemos que o dióxido de carbono, por exemplo, não é um elemento, porque sua molécula se divide em carbono e oxigênio. Mas carbono e oxigênio são elementos, pois não se pode dividi-los mais sem destruí-los. Voltando ao tema de Simpósio e da teoria de Platão de anseios eróticos por uma metade complementar, percebemos que virtualmente todos os elementos procuram outros átomos para formar ligações, ligações que mascaram sua natureza. Mesmo os elementos mais “puros”, como as moléculas de oxigênio no ar (O_2), sempre aparecem na natureza como compostos. Mas os cientistas poderiam ter entendido o que são os elementos muito mais cedo se soubessem mais sobre o hélio, que nunca reage com outra substância e nunca foi nada além de um elemento puro.[1]

Existe uma razão para o hélio se comportar dessa forma. Todos os átomos contêm partículas negativas chamadas elétrons, que residem em diferentes camadas, ou níveis energéticos, dentro do átomo. Esses níveis se aninham de forma concêntrica uns dentro dos outros, e cada nível precisa de um certo número de elétrons para ser preenchido e se sentir satisfeito. No nível mais interno, esse número é dois. Em outros níveis, em geral é oito. Normalmente os elementos têm o mesmo número de elétrons negativos e partículas positivas chamadas prótons, por isso são eletricamente neutros. Os elétrons, no entanto, podem ser trocados livremente entre átomos, e quando perdem ou ganham elétrons os átomos formam partículas carregadas chamadas íons.

O que é importante saber é que os átomos preenchem ao máximo seus níveis interiores e de baixa energia com seus próprios elétrons, depois liberam, partilham ou roubam elétrons para garantir o número certo na camada mais externa. Alguns elementos partilham ou trocam elétrons de uma forma diplomática, enquanto outros são muito, muito maus. Podemos enunciar metade da química numa sentença: os átomos que não têm elétrons suficientes em sua camada externa vão brigar, negociar, implorar, fazer e desfazer alianças ou qualquer outra coisa de que precisem para conseguir o número apropriado.

O hélio, elemento 2, tem exatamente o número de elétrons de que precisa para preencher seu único nível. Essa configuração “fechada” confere ao hélio uma independência tremenda, pois ele não precisa interagir com outros átomos nem partilhar ou roubar elétrons para se sentir satisfeito. O hélio encontrou seu complemento erótico em si mesmo. E essa mesma configuração se estende por toda a oitava coluna abaixo do hélio – os gases neônio, argônio, criptônio, xenônio e radônio. Todos esses elementos têm orbitais fechados, completos de elétrons, e por isso nenhum deles reage com nenhum outro sob condições normais. É por essa razão que, a despeito das férvidas atividades para encontrar e rotular elementos nos anos 1800 – inclusive com o desenvolvimento da própria tabela periódica –, ninguém chegou a isolar um gás da coluna 18 até 1895. Esse distanciamento da experiência cotidiana, assim como as esferas e os triângulos ideais de Platão, teria encantado o filósofo. E foi esse o sentido que os cientistas que descobriram o hélio e sua confraria na terra estavam tentando evocar com o nome de “gases nobres”. Ou, usando palavras dignas de Platão: “Aquele que adora o perfeito e o imutável e desdenha o corrompível e o ignóbil preferirá os gases nobres, de longe, a qualquer outro elemento. Pois eles nunca variam, nunca oscilam, nunca comungam com outros elementos, como o populacho oferecendo mercadorias baratas no mercado. São ideais e incorruptíveis.”

Mas a tranquilidade dos gases nobres é rara. À sua esquerda encontra-se uma coluna que abriga os gases mais energéticos e reativos da tabela periódica, os halógenos. E se você pensar na tabela periódica se enrolando como uma projeção de Mercator,[b] de forma que o leste encontra o oeste, e a coluna 18 encontra a coluna 1, surgem elementos ainda mais violentos na borda ocidental, os metais alcalinos. Os gases nobres pacifistas são uma zona desmilitarizada cercada por vizinhos instáveis.

Apesar de agirem mais ou menos como metais normais, em vez de enferrujar e corroer os alcalinos podem entrar em combustão espontânea no ar ou na água. Também formam alianças de interesses com os gases halógenos. Os halógenos têm sete elétrons na camada mais externa, um a menos do que o octeto de que precisam, enquanto os alcalinos têm um elétron na camada mais externa e um octeto completo no nível abaixo. Portanto, é natural que este último ceda esse elétron extra para o primeiro e que os íons positivos e negativos resultantes formem ligações fortes.

Esse tipo de ligação acontece o tempo todo, e por essa razão os elétrons são a parte mais importante de um átomo. Eles ocupam virtualmente todo o espaço do átomo, como um redemoinho de nuvens ao redor do centro compacto, o núcleo do átomo. Isso se aplica apesar de os componentes do núcleo, os prótons e os nêutrons, serem muito maiores do que os elétrons individuais. Se um átomo fosse ampliado até o tamanho de um estádio de futebol, o núcleo e seus prótons seriam uma bola de tênis no centro do campo. Os elétrons seriam cabeças de alfinetes piscando ao redor – mas voando a velocidades tão altas e atingindo seu corpo tantas vezes por segundo que você não seria capaz de entrar no estádio: a sensação seria a de estar diante de uma muralha sólida. Como consequência, sempre que os átomos se tocam, o núcleo submerso fica quieto; só os elétrons importam.[2] Uma rápida advertência: não se prenda demais à imagem dos elétrons como cabeças de alfinetes distintas piscando ao redor de um centro sólido. Ou, na metáfora mais comum, à imagem de elétrons como planetas orbitando um sol nucleico. A analogia planetária pode ser útil, mas, como qualquer analogia, é muito fácil ir longe demais com ela, como descobriram alguns renomados cientistas que depois lamentaram essa visão.

A ligação entre os íons explica por que combinações entre gases halógenos e metais alcalinos, como o cloreto de sódio (sal de cozinha), são tão comuns. Da mesma forma, elementos das colunas com dois elétrons a mais, como o cálcio, e elementos de colunas que precisam de dois elétrons extras, como o oxigênio, em geral se alinham entre si. É a maneira mais fácil de satisfazer a necessidade dos dois. Elementos de colunas não recíprocas também se combinam de acordo com as mesmas leis. Dois íons de sódio (Na+) se juntam a um íon de oxigênio (O−2) para formar o óxido de sódio, Na_2O. O cloreto de cálcio se combina como CaCl_2 pelas mesmas razões. De maneira geral, é possível dizer, a partir de uma rápida olhada, como os elementos vão se combinar ao observar sua coluna de números e calcular suas cargas. Todo esse padrão advém da agradável simetria direita/esquerda da tabela.

Infelizmente, nem toda a tabela periódica é assim tão clara e nítida. Mas a irregularidade de alguns elementos realmente os torna lugares interessantes para se visitar.

EXISTE UMA ANTIGA PIADA sobre um assistente de laboratório que irrompe no escritório de um cientista certa manhã, histérico de alegria apesar de ter passado a noite inteira trabalhando. O assistente segura uma garrafa arrolhada com um líquido verde borbulhando e chiando e proclama que descobriu um solvente universal. Seu animado chefe olha para o frasco e pergunta:

– E o que é um solvente universal?

O assistente responde às pressas:

– Um ácido que dissolve qualquer substância!

Depois de considerar essa empolgante notícia – um ácido universal não apenas seria um milagre científico como também transformaria os dois homens em bilionários –, o cientista replica:

– Então como ele está dentro de um frasco de vidro?

É uma boa história, e é fácil imaginar Gilbert Lewis sorrindo, talvez de forma comovente. Os elétrons são o motor da tabela periódica, e ninguém fez mais do que Lewis para elucidar como os elétrons se comportam e formam ligações entre os átomos. Seu trabalho com elétrons foi especialmente esclarecedor para ácidos e bases, por isso ele teria apreciado a alegação absurda desse assistente. De forma mais pessoal, a história poderia ter lembrado a Lewis o quanto a glória científica pode ser efêmera.

Sempre em movimento, Lewis cresceu no Nebraska, fez faculdade e pós-graduação em Massachusetts por volta de 1900 e foi estudar na Alemanha com o químico Walther Nernst. A vida com Nernst se tornou tão infeliz, tanto por razões legítimas quanto por outras apenas imaginadas, que meses depois Lewis voltou a Massachusetts para assumir um cargo acadêmico, o que também acabou sendo uma infelicidade. Então, ele partiu para as recém-descobertas Filipinas para trabalhar para o governo dos Estados Unidos, levando consigo apenas um livro, Theoretical Chemistry, de Nernst, para que pudesse passar anos desencavando e publicando obsessivamente artigos sobre cada errinho do livro.[3]

Lewis acabou sentindo saudade de casa e se estabeleceu na Universidade da Califórnia, em Berkeley, onde durante quarenta anos transformou o departamento de química de Berkeley no melhor do mundo. Embora esse possa parecer um final feliz, não foi. O fato mais marcante a respeito de Lewis é que ele talvez tenha sido o melhor cientista a nunca ter ganhado o Prêmio Nobel, e sabia disso. Ninguém jamais recebeu tantas indicações, mas sua ambição desmedida e uma trilha de disputas pelo mundo todo envenenaram suas possibilidades de conseguir o número de votos suficiente. Assim ele começou a se demitir (ou a ser forçado a se demitir) de cargos de prestígio em sinal de protesto e se tornou um eremita amargurado.

À parte suas razões pessoais, Lewis nunca ganhou o Prêmio Nobel porque seu trabalho era mais abrangente do que profundo. Ele nunca descobriu nada muito empolgante, algo que se pudesse olhar e dizer: “Uau!” Em vez disso, passou a vida analisando em detalhes a forma como os elétrons do átomo funcionam em diversos contextos, em especial a classe de moléculas conhecida com ácidos e bases. De forma geral, sempre que os átomos trocam elétrons para romper ou formar novas ligações, os químicos dizem que eles “reagiram”. Reações ácido-base apresentam um exemplo claro e às vezes violento dessas trocas, e o trabalho de Lewis com ácidos e bases fez muito para demonstrar o que significam essas mudanças nos elétrons num nível ultramicroscópico.

Até 1890, os cientistas analisavam ácidos e bases sentindo o gosto ou mergulhando os dedos nas substâncias, não exatamente o método mais seguro ou confiável. Em algumas décadas, os cientistas perceberam que os ácidos eram essencialmente doadores de prótons. Muitos ácidos continham hidrogênio, um elemento simples que consiste em um elétron circulando um próton (que é só o que o hidrogênio tem como núcleo). Quando um ácido como o ácido clorídrico (HCl) se mistura com a água, ele se decompõe em H+ e Cl−. A remoção do elétron negativo do hidrogênio deixa apenas um próton, o H+, que sai nadando por conta própria. Ácidos mais fracos como o vinagre soltam alguns prótons em uma solução, enquanto ácidos fortes como o ácido sulfúrico inundam a solução com prótons.

Lewis achou que essa definição de ácido limitava demais os cientistas, pois algumas substâncias atuam como ácidos mesmo sem depender do hidrogênio. Lewis mudou o paradigma. Em vez de dizer que o H+ se destacava, ressaltou que o Cl− se esconde com seu elétron. Assim, em vez de ser um doador de prótons, um ácido é um ladrão de elétrons. Em comparação, bases como alvejantes ou a soda cáustica, que são o contrário de ácidos, poderiam ser chamadas de doadores de elétrons. Além de serem mais gerais, essas definições enfatizam o comportamento dos elétrons, o que se ajusta melhor à química fundamentada em elétrons da tabela periódica.

Embora Lewis tenha enunciado sua teoria nos anos 1920 e 1930, os cientistas ainda estão expandindo os limites do quanto os ácidos produzidos a partir dessa ideia podem ser mais fortes. A força de um ácido é medida pela escala de pH, com os números mais baixos indicando mais força. Em 2005, um químico da Nova Zelândia inventou um ácido à base de boro, chamado carborano, com um pH de −18. Para se fazer uma comparação, a água tem um pH de 7, e o concentrado de HCl no nosso estômago tem um pH de 1. Porém, segundo os incomuns métodos de medição da escala de pH, a queda de uma unidade (por exemplo, de 4 para 3) eleva a força de um ácido em dez vezes. Então, comparando-se o suco gástrico, de pH 1, com o ácido à base de boro, de pH −18, este último é 10 quintilhões de vezes mais forte que o primeiro. Isso é mais ou menos igual ao número de átomos que se deve empilhar para alcançar a Lua.

Existem ácidos piores ainda, à base de antimônio, o elemento que talvez tenha a história mais pitoresca da tabela periódica.[4] Nabucodonosor II, o rei que construiu os Jardins Suspensos da Babilônia no século VI a.C., usou uma mistura nociva de chumbo e antimônio para pintar as paredes de seu palácio de amarelo. Talvez não por coincidência, ele enlouqueceu pouco depois, passando a dormir do lado de fora, no campo, e a comer grama como um boi. Por volta da mesma época, as mulheres egípcias aplicavam uma forma diferente de antimônio como rímel, para enfeitar o rosto e para desfrutar de poderes de feiticeira e lançar mau-olhado nos inimigos. Mais tarde, monges medievais – sem mencionar Isaac Newton – ficaram obcecados com as propriedades sexuais do antimônio e decidiram que esse elemento meio metal, meio isolante, nem uma coisa nem outra, era um hermafrodita. Pílulas de antimônio também ganharam fama como laxantes. Diferentemente das pílulas modernas, as pílulas duras de antimônio não se dissolviam nos intestinos, e, como eram consideradas muito valiosas, as pessoas remexiam em matérias fecais para encontrá-las e reutilizá-las. Algumas famílias de sorte chegavam até a passar laxantes de pai para filho. Talvez por essa razão o antimônio tenha exercido tanto trabalho como medicamento, embora na verdade seja tóxico. É provável que Mozart tenha morrido por ter ingerido uma quantidade grande demais de antimônio para combater uma febre grave.

Os cientistas acabaram lidando melhor com o antimônio. Nos anos 1970, eles perceberam que sua capacidade de reunir elementos famintos por elétrons ao redor de si mesmo o tornava ideal para criar ácidos sob encomenda. Os resultados foram tão espantosos quanto os superfluidos do hélio. A mistura de pentafluoreto de antimônio, SbF_5, com ácido fluorídrico, HF, produz uma substância com um pH de −31. Esse superácido é 100 nonilhões de vezes mais potente que o suco gástrico e é capaz de dissolver vidro de uma forma tão implacável quanto a água dissolve papel. Você não poderia colocá-lo numa garrafa, pois ele dissolveria a garrafa, e dissolveria a sua mão. Para responder ao professor da anedota, a substância é guardada em contêineres revestidos de teflon.

Para ser honesto, definir essa mistura de antimônio como o ácido mais forte do mundo é uma espécie de enganação. Por si mesmos, o SbF_5 (um ladrão de elétrons) e o HF (um doador de prótons) já são bem desagradáveis. Mas é preciso, por assim dizer, multiplicar seus poderes complementares, misturando os dois, antes de atingirem o estágio de superácido. Eles são o ácido mais forte apenas sob circunstâncias controladas. Na verdade, o ácido individualmente mais forte ainda é o carborano, à base de boro (HCB_11Cl_11). E esse ácido tem uma característica muito interessante: é ao mesmo tempo o ácido mais forte e o mais delicado. Para entender melhor, lembre-se de que os ácidos se dividem em partes positivas e negativas. No caso do carborano, nós obtemos o H+ mais uma elaborada estrutura em forma de gaiola formada por todo o restante (CB_11Cl_11−). Na maioria dos ácidos, a porção negativa é a corrosiva e cáustica, a que dissolve a pele. Mas a gaiola de boro compõe uma das moléculas mais estáveis já inventada. Seus átomos de boro partilham elétrons com tanta generosidade que praticamente se transformam em hélio e não saem arrancando elétrons de outros átomos, a causa mais comum das carnificinas provocadas por um ácido.

Mas então para que serve o carborano se ele não consegue dissolver garrafas de vidro ou corroer cofres de bancos? Para aumentar a octanagem da gasolina, por exemplo, e ajudar na digestão de vitaminas. Mais importante é seu emprego em “berçários” químicos. Muitas reações químicas envolvendo prótons não implicam permutas limpas e rápidas. Requerem passos múltiplos, em que os prótons são disparados a esmo em trilionésimos de segundos – tão rapidamente que os cientistas nem fazem ideia do que de fato aconteceu. Mas o carborano, por ser tão estável e não reativo, inunda uma solução com prótons, para depois congelar as moléculas em pontos intermediários cruciais. O carborano mantém as espécies intermediárias em uma almofada macia e segura. Em comparação, os superácidos de antimônio são berçários terríveis, pois esfrangalham as moléculas que os cientistas mais querem observar. Lewis teria gostado de ver essa e outras aplicações de seu trabalho com elétrons e ácidos, e isso poderia ter iluminado os últimos dias sombrios de sua vida. Embora tenha trabalhado para o governo durante a Primeira Guerra Mundial e feito contribuições valiosas à química até os sessenta anos de idade, Lewis não participou do Projeto Manhattan na Segunda Guerra Mundial. Isso o deixou amargurado, pois muitos cientistas que ele recrutou para Berkeley tiveram papéis importantes na construção da primeira bomba atômica e se tornaram heróis nacionais, enquanto ele ficou à deriva durante a guerra, rememorando o passado e escrevendo uma pulp fiction melancólica sobre um soldado. Lewis morreu sozinho em seu laboratório, em 1946.

Existe um consenso geral de que, depois de ter fumado mais de vinte cigarros por dia por mais de quarenta anos, Lewis morreu de ataque cardíaco. Mas era difícil não notar que seu laboratório cheirava a amêndoas amargas na tarde em que ele morreu – um sinal de gás cianeto. Lewis costumava usar cianeto em sua pesquisa, e é possível que tenha derrubado um recipiente com a substância quando teve a parada cardíaca. Por outro lado, Lewis tinha almoçado naquele dia – um almoço que, inicialmente, ele chegou a se recusar a comparecer – com um químico rival mais jovem e carismático que havia ganhado o Prêmio Nobel e que atuava como consultor especial no Projeto Manhattan. Sempre passou pela cabeça de algumas pessoas que o honorável colega poderia ter deixado Lewis emocionalmente perturbado. Se isso for verdade, seu talento para a química pode ter sido ao mesmo tempo conveniente e prejudicial.

ALÉM DOS METAIS REATIVOS na costa oeste e dos gases halógenos e nobres ao longo da costa leste, a tabela periódica contém uma “grande planície” no meio – da coluna 3 até à 12, os metais de transição. Para dizer a verdade, os metais de transição têm uma composição química exasperante, e é difícil dizer qualquer coisa genérica sobre eles – a não ser que é preciso tomar cuidado. Isso porque átomos mais pesados, como os metais de transição, têm mais flexibilidade do que outros átomos por causa da maneira como armazenam seus elétrons. Assim como outros átomos, eles têm diferentes níveis de energia (chamados de um, dois, três etc.), com os níveis mais baixos de energia sobrepostos pelos mais altos. E eles também lutam com outros átomos para manter seus níveis energéticos mais altos com oito elétrons. O problema é determinar exatamente qual é o nível mais externo.

Quando percorremos a tabela periódica na horizontal, cada elemento tem um elétron a mais que seu vizinho da esquerda. O sódio, elemento 11, normalmente tem 11 elétrons; o magnésio, elemento 12, tem 12 elétrons, e assim por diante. À medida que aumentam de tamanho, os elementos não só organizam os elétrons em níveis energéticos como também os armazenam em diferentes prateleiras, chamadas de orbitais. Porém, conformistas e sem imaginação, os átomos vão preenchendo os orbitais e os níveis energéticos na mesma ordem à medida que percorremos a tabela horizontalmente. Os elementos do lado extremo esquerdo da tabela posicionam o primeiro elétron num orbital S, que é esférico, pequeno e retém apenas dois elétrons – o que explica as duas colunas mais altas à esquerda. A partir desses dois primeiros elétrons, os átomos saem em busca de algo com um pouco mais de espaço. Pulando para o outro lado da tabela, os elementos nas colunas da direita começam a acumular novos elétrons, um de cada vez, num orbital P, que parece um pulmão deformado. Os orbitais P podem reter seis elétrons, por isso as seis colunas mais altas à direita. Note que, nas colunas perto do topo, os dois elétrons do orbital S mais os seis elétrons no orbital P somam um total de oito elétrons, o número que a maioria dos átomos quer em seu orbital exterior. E, com exceção dos sempre satisfeitos gases nobres, todos os elétrons do orbital exterior desses elementos estão disponíveis para reagir com outros átomos. Esses elementos se comportam de uma maneira lógica: cada novo elétron que é acrescentado muda o comportamento do átomo, pois este passa a dispor de mais elétrons para participar de reações.

Agora a parte frustrante. Os metais de transição aparecem nas colunas de 3 a 12 da quarta linha até a sétima, e começam a armazenar elétrons no que chamamos de orbitais D, que retêm dez elétrons. (Os orbitais D não se parecem com nada além de balões de bichinhos meio deformados.) Baseados no que os elementos anteriores fizeram com seus orbitais, seria de se esperar que os metais de transição também posicionassem cada elétron extra do orbital D em uma camada mais externa, de modo a disponibilizá-lo para as reações. Mas não, os metais de transição preferem estocar os elétrons extras, escondendo-os embaixo de outras camadas. Essa decisão de violar as convenções e esconder os elétrons do orbital D parece deselegante, contraria as expectativas – Platão não teria gostado disso. Mas é assim que a natureza funciona, e não há muito que fazer a respeito.

Existe uma compensação em compreender esse processo. Normalmente, quando percorremos a tabela na horizontal, o acréscimo de um elétron em cada metal de transição alteraria seu comportamento, como acontece com os elementos de outras regiões da tabela. Mas como os metais escondem seus elétrons do orbital D em algo equivalente a gavetas de fundo falso, esses elétrons acabam ficando protegidos. Quando os outros átomos tentam reagir com os metais, não conseguem chegar a esses elétrons, e o resultado é que muitos metais da mesma linha deixam o mesmo número de elétrons expostos, e por isso agem quimicamente da mesma forma. É por isso que, em termos científicos, muitos metais parecem tão indistinguíveis e agem de forma tão indistinta. São todos frios, cinzentos e disformes, pois seus elétrons exteriores não lhes dão outra escolha além de se conformar. (Claro, só para confundir as coisas, às vezes os elétrons escondidos aparecem e reagem. É o que causa pequenas diferenças entre alguns metais. É isso também que torna a química dos metais de transição tão exasperante.)

Os elementos com orbitais F também são confusos. Os orbitais F começam a aparecer na primeira das duas linhas flutuantes de metais que ficam na parte de baixo da tabela periódica, o grupo dos lantanídeos. (São também chamados de metais terras-raras e, segundo seus números atômicos, de 57 a 71, pertencem na verdade à sexta linha. Eles foram relegados à parte de baixo para tornar a tabela mais esbelta e mais acessível.) Os lantanídeos escondem seus novos elétrons ainda mais fundo que os metais de transição, em geral dois níveis energéticos abaixo. Isso significa que são ainda mais parecidos entre si do que os metais de transição, mal se diferenciando uns dos outros. Percorrer essa linha é como dirigir do Nebraska até Dakota do Sul sem perceber que você atravessou uma fronteira estadual.

É impossível encontrar uma amostra pura de um lantanídeo na natureza, pois seus irmãos sempre o contaminam. Em um caso famoso, um químico de New Hampshire tentou isolar o túlio, elemento 69. Ele começou com panelas enormes cheias de minério rico em túlio e tratou esse minério repetidas vezes com substâncias químicas, fervendo a mistura, um processo que purificava o túlio, a cada vez, apenas um pouco. A dissolução demorava tanto que no início ele só conseguia completar um ou dois ciclos por dia. Mesmo assim, ele repetiu esse processo tedioso 15 mil vezes, manualmente, reduzindo vários quilos de minério a apenas alguns gramas antes de se sentir satisfeito com a pureza. Ainda assim, continuou havendo um pouco de contaminação de outros lantanídeos, cujos elétrons estavam enterrados tão fundo que não havia substâncias químicas disponíveis para se chegar até eles e arrancá-los.

O COMPORTAMENTO DOS ELÉTRONS é o motor da tabela periódica. Mas, para entender de fato os elementos, não se pode ignorar a parte que constitui mais de 99% de suas massas – o núcleo. E se os elétrons obedecem às leis do maior cientista a nunca ter ganhado o Prêmio Nobel, o núcleo obedece aos ditames da mais improvável laureada pelo Nobel, uma mulher cuja carreira foi ainda mais nômade que a de Lewis.

Maria Goeppert nasceu na Alemanha em 1906. Embora seu pai fosse a sexta geração de professores universitários da família, Maria teve problemas em convencer um programa de ph.D. a aceitar uma mulher, por isso pulou de escola em escola, assistindo a palestras sempre que podia. Finalmente conseguiu seu doutorado na Universidade de Hannover, defendendo sua tese diante de professores que não conhecia. Não surpreende que, sem recomendações ou contatos, nenhuma universidade a contratasse assim que terminou o doutorado. Ela só podia participar do movimento científico de forma indireta, por meio do marido, Joseph Mayer, um professor de química norte-americano de passagem pela Alemanha. Maria se mudou para Baltimore com ele em 1930, e, com o novo sobrenome de Goeppert-Mayer, começou a acompanhar Mayer no trabalho e nas conferências. Infelizmente, Mayer perdeu o emprego diversas vezes durante a Grande Depressão e a família migrou para universidades de Nova York e depois de Chicago.

A maioria das escolas tolerava a presença de Goeppert-Mayer para bater um papo sobre ciência. Algumas até permitiram que ela trabalhasse na faculdade, mas se recusavam a pagar um salário, e os tópicos eram sempre estereótipos “femininos”, como estudar quais eram as causas das cores. Com o fim da Depressão, centenas de seus pares intelectuais se reuniram no Projeto Manhattan, talvez a mais revolucionária troca de ideias científicas de todos os tempos. Goeppert-Mayer recebeu um convite para participar, mas de forma periférica, numa atividade do projeto sem utilidade, que consistia em separar urânio com pulsos de luz. Com certeza ela se sentia furiosa por dentro, mas amava muito a ciência, e continuou trabalhando sob tais condições. Depois da Segunda Guerra Mundial, a Universidade de Chicago afinal levou-a a sério e admitiu-a como professora de física. Embora agora tivesse seu próprio escritório, continuava sem receber um salário do departamento.

Mesmo assim, impulsionada pela nomeação, em 1948 ela começou a trabalhar com o núcleo, cerne e essência do átomo. Dentro do núcleo, o número de prótons positivos – o número atômico – determina a identidade do átomo. Em outras palavras, um átomo não pode ganhar ou perder prótons sem se transformar num elemento diferente. Normalmente, os átomos também não perdem nêutrons, mas os átomos de um elemento podem ter quantidades diferentes de nêutrons – formando variações chamadas isótopos. Por exemplo, os isótopos chumbo-204 e chumbo-206 têm números atômicos idênticos (82), porém um número diferente de nêutrons (122 e 124). A soma do número atômico com o número de nêutrons é chamada de peso atômico. Os cientistas levaram muitos anos para entender a relação entre o número atômico e o peso atômico, mas, quando conseguiram, a ciência da tabela periódica ficou muito mais clara.

Goeppert-Mayer sabia de tudo isso, claro, mas seu trabalho esbarrava num mistério muito mais difícil de entender, um problema ilusoriamente simples. O elemento mais simples do universo, o hidrogênio, é também o mais abundante. O segundo elemento mais simples, o hélio, é o segundo mais abundante. Num universo esteticamente organizado, o terceiro elemento, o lítio, deveria ser o terceiro mais abundante e assim por diante. Mas nosso universo não é organizado. O terceiro elemento mais comum é o oxigênio, elemento 8. Mas por quê? Os cientistas poderiam responder que o oxigênio tem um núcleo muito estável e que por isso não se desintegra ou “decai”. Mas essa resposta apenas gera outra pergunta: por que alguns elementos, como o oxigênio, têm núcleos tão estáveis?

Ao contrário de muitos de seus contemporâneos, Goeppert-Mayer viu aqui um paralelo com a incrível estabilidade dos gases nobres. Ela sugeriu que os prótons e os nêutrons do núcleo estão dispostos em camadas, como os elétrons, e que essas camadas nucleares levam à estabilidade. Para alguém de fora isso parece razoável, uma boa analogia. Mas ninguém ganha um Prêmio Nobel com conjecturas, em especial professoras mulheres não assalariadas. Além disso, essa ideia incomodava os cientistas nucleares, já que os processos químicos e os nucleares são independentes. Não há razão para que nêutrons e prótons, confiáveis e caseiros, se comportem como os minúsculos e caprichosos elétrons, que costumam abandonar seus lares em busca de vizinhos mais atraentes. E a maioria deles não faz isso.

Mas Goeppert-Mayer foi atrás do próprio palpite, juntou uma série de experimentos não correlacionados e conseguiu demonstrar que os núcleos têm mesmo camadas e formam o que ela chamou de núcleos mágicos. Devido a complexas razões matemáticas, os núcleos mágicos não reaparecem periodicamente como as propriedades dos elementos. Essa mágica acontece nos números atômicos 2, 8, 20, 28, 50, 82 e assim por diante. O trabalho de Goeppert-Mayer provou como, nesses elementos, prótons e nêutrons se ordenam em esferas simétricas altamente estáveis. Atente também que os oito prótons e os oito nêutrons do oxigênio o tornam duplamente mágico e, portanto, eternamente estável – o que explica sua aparente abundância. Esse modelo explica também de uma tacada por que elementos como o cálcio (20) são desproporcionalmente abundantes e, não por acaso, por que nossos corpos utilizam esses minerais sempre disponíveis.

A teoria de Goeppert-Mayer fez eco à noção de Platão de que as formas bonitas são mais perfeitas, e seu modelo de núcleos em forma de camadas mágicas se tornou a forma ideal pela qual todos os núcleos são analisados. Inversamente, os elementos jogados entre dois números mágicos são menos abundantes por formarem núcleos feios e oblongos. Os cientistas chegaram até a descobrir formas de hólmio famintas por nêutrons (elemento 67) que dão origem a núcleos instáveis e deformados como bolas de futebol americano. Como se pode depreender do modelo de Goeppert-Mayer (ou por já ter visto alguém desajeitado numa partida de futebol americano), as bolas de futebol de hólmio não são muito estáveis. Diferentemente de átomos com orbitais de elétrons desequilibrados, átomos com núcleos distorcidos não conseguem surrupiar nêutrons e prótons de outros átomos para se equilibrarem. É por isso que átomos com núcleos deformados, como essa forma de hólmio, quase não se formam, e, quando se formam, desintegram-se de imediato.

O modelo nuclear de camadas é um conceito físico brilhante. Por essa razão, Goeppert-Mayer deve ter ficado consternada, dado seu status precário entre os cientistas, ao descobrir que seu experimento havia sido reproduzido por cientistas homens em sua terra natal. Ela corria o risco de perder os créditos por tudo aquilo. Mas as duas partes tinham produzido a teoria de forma independente, e, quando os alemães generosamente reconheceram o trabalho dela e lhe pediram que colaborasse, a carreira de Goeppert-Mayer decolou. Seus méritos foram reconhecidos, e, em 1959, ela e o marido se mudaram pela última vez para San Diego, onde Goeppert-Mayer finalmente conseguiu um emprego assalariado no campus da Universidade da Califórnia. Mas nem assim ela conseguiu se livrar do estigma de diletante. Quando a Academia da Suécia anunciou em 1963 que Goeppert-Mayer tinha ganhado a mais alta honraria de sua profissão, o jornal de San Diego saudou aquele grande dia com a manchete: “Mãe de San Diego ganha o Prêmio Nobel.”

Talvez seja apenas uma pequena questão de ponto de vista. Os jornais poderiam ter estampado uma manchete igualmente aviltante a respeito de Gilbert Lewis, e provavelmente ele teria ficado emocionado.

A LEITURA DAS LINHAS da tabela periódica revela muito sobre os elementos, mas isso é apenas parte da história, e nem mesmo a melhor parte. Os elementos da mesma coluna, os vizinhos latitudinais, estão na verdade muito mais intimamente relacionados do que os vizinhos horizontais. Normalmente as pessoas leem da esquerda para a direita (ou da direita para a esquerda) em quase todas as línguas humanas, mas a leitura da tabela periódica de cima para baixo, coluna por coluna, como em alguns métodos japoneses, é na verdade mais significativa. Essa abordagem revela um rico subtexto de relações entre os elementos, inclusive rivalidades e antagonismos inesperados. A tabela periódica tem sua própria gramática, e a leitura de suas entrelinhas revela toda uma nova história.

[a] Arquiteto polonês radicado nos EUA autor do projeto de diversos museus e galerias, incluindo o Museu Judaico de Berlim, o Museu Felix Nussbaum em Osnabrück, e o Imperial War Museum North em Manchester. (N.T.)

[b] Modo de representação das coordenadas espaciais relativas às três dimensões do globo terrestre num planisfério de duas dimensões. (N.T.)

2. Quase gêmeos e as ovelhas negras:

a genealogia dos elementos

SHAKESPEARE BEM QUE TENTOU, com “honorificabilitudinitatibus” – que, dependendo de para quem você perguntar, quer dizer “a condição de estar carregado de honras” ou é um anagrama que proclama que, na verdade, foi Francis Bacon, e não o Bardo, quem escreveu as peças de Shakespeare.[1] Mas essa palavra, com meras 27 letras, não chega nem perto de figurar entre as mais longas palavras do idioma inglês.

Pode-se dizer que determinar qual seria a palavra mais longa de um idioma é como tentar vadear um rio por uma correnteza. O mais provável é que se perca logo o controle, uma vez que a linguagem é fluida e está sempre mudando de direção. Até o que se define como uma língua pode mudar em diferentes contextos. A palavra de Shakespeare, pronunciada por um palhaço em Trabalhos de amor perdidos, vem do latim. Mas talvez palavras estrangeiras não devessem ser levadas em conta, mesmo estando no contexto de outra língua. Além do mais, se você levar em conta palavras que fazem pouco mais do que juntar sufixos e prefixos (“antidisestablishmentarianism”, 28 letras) ou palavras sem sentido (“supercalifragilisticexpialidocious”, 34 letras), os escritores seriam capazes de envolver seus leitores até sentirem câimbra nas mãos.

Mas, se adotarmos uma definição sensata – a maior palavra a aparecer num documento em inglês cujo propósito não foi o de bater o recorde de ser a maior palavra de todos os tempos –, a palavra que estamos procurando apareceu em 1964, em Chemical Abstracts, um dicionário e livro de referência para químicos. A palavra descreve uma importante proteína que historiadores em geral consideram o primeiro vírus já descoberto, em 1892 – o vírus do mosaico do tabaco. Prenda a respiração.

Essa sucuri tem 1.185 letras.[2]

Bem, já que o mais provável é que você não tenha lido mais do que “acetyl … serine”, volte atrás e dê mais uma olhada. Você vai notar uma coisa engraçada na distribuição das letras. A letra mais comum em inglês, “e”, aparece 65 vezes; a incomum letra “y” aparece 183 vezes. Uma só letra, “l”, é responsável por 22% da palavra (255 ocorrências). E o “y” e o “l” não aparecem aleatoriamente, mas em geral próximos um do outro – 166 pares, mais ou menos a cada sete letras. Não é uma coincidência. Essa palavra enorme descreve uma proteína, e as proteínas são construídas a partir do sexto (e mais versátil) elemento da tabela periódica, o carbono.

Em termos mais específicos, o carbono forma a espinha dorsal dos aminoácidos, que se ligam como contas de um colar para formar proteínas. (O vírus do mosaico do tabaco consiste de 159 aminoácidos.) Por terem tantos aminoácidos para serem contados, os bioquímicos os catalogam de acordo com uma única regra linguística. Eles truncam o “ine” dos aminoácidos, como “serine” [serina] ou “isoleucine” [isoleucina], e o alternam para “yl”, fazendo se encaixarem numa métrica regular: “seryl” [seril] ou “isoleucyl” [isoleucil]. Consideradas na ordem, essas palavras com “yl” descrevem com precisão a estrutura de uma proteína. Assim como qualquer leigo pode ver a locução “caixa de fósforos” e entender seu significado, os bioquímicos dos anos 1950 e do início dos anos 1960 davam às moléculas nomes oficiais como “acetyl … serine” para poderem reconstruir toda a molécula apenas a partir do nome. O sistema era exato, embora cansativo. Historicamente, a tendência de amalgamar palavras reflete a forte influência que a Alemanha e a loucura de seu idioma composto exercem sobre a química.

Mas por que os aminoácidos se agrupam dessa forma? Por causa da localização do carbono na tabela periódica e da sua necessidade de preencher seu nível energético mais externo com oito elétrons – uma regra de ouro chamada de regra do octeto. Na escala de agressividade com que átomos e moléculas perseguem uns aos outros, os aminoácidos figuram na extremidade dos mais civilizados. Cada aminoácido contém dois átomos de oxigênio numa ponta, um de nitrogênio na outra e um tronco com dois carbonos no meio. (Eles também contêm hidrogênio e um ramo no tronco principal que pode ser formado por vinte moléculas diferentes, mas isso não nos importa.) Tanto o carbono como o nitrogênio e o oxigênio querem chegar a oito elétrons no nível mais externo, mas isso é mais fácil para um desses elementos do que para os outros. O oxigênio, elemento 8, tem oito elétrons no total. Dois pertencem à camada energética mais baixa, a primeira a ser preenchida. Isso deixa outros seis elétrons no nível mais externo, por isso o oxigênio está sempre à procura de dois elétrons adicionais. Não é tão difícil encontrar dois elétrons, e o agressivo oxigênio pode ditar seus próprios termos e bancar o valentão com outros átomos. Mas essa mesma aritmética mostra que o pobre carbono, elemento 6, tem quatro elétrons sobrando depois de preenchido seu primeiro orbital, e portanto precisa de mais quatro elétrons para completar oito. Isso é mais difícil de fazer, e o resultado é que o carbono não é nada exigente para formar ligações e se junta com quase qualquer coisa.

Essa promiscuidade do carbono é a sua virtude. Diferentemente do oxigênio, o carbono precisa formar ligações com outros átomos em todas as direções possíveis. De fato, o carbono partilha seus elétrons com até quatro átomos de uma só vez. Isso permite ao carbono construir cadeias complexas ou até teias tridimensionais de moléculas. E por ser capaz de partilhar e não poder roubar elétrons, as ligações formadas são firmes e estáveis. O nitrogênio também precisa de ligações múltiplas para se manter feliz, ainda que não no mesmo nível do carbono. Proteínas como a sucuri descrita anteriormente apenas tiram proveito desses fatos elementares. Um átomo de carbono no tronco de um aminoácido partilha um elétron com um nitrogênio na extremidade de outro, e as proteínas se formam quando essas conexões de carbonos e nitrogênios se estendem quase ad infinitum, como letras numa palavra muito, muito grande.

Na verdade, hoje os cientistas podem decodificar moléculas muito mais longas do que a “acetyl … serine”. O recorde atual pertence a uma gigantesca proteína cujo nome, se soletrado, chega a 189.819 letras. Mas durante os anos 1960, quando os inúmeros instrumentos de sequenciamento rápido de aminoácidos tornaram-se disponíveis, os cientistas perceberam que logo acabariam com termos químicos tão longos quanto este livro (e a revisão desses termos teria sido uma coisa medonha). Por isso desistiram do dificultoso sistema alemão e reverteram a títulos mais curtos e menos bombásticos, mesmo para propósitos oficiais. A molécula de 189.819 letras, por exemplo, agora é carinhosamente conhecida como titina.[3] No final das contas, parece duvidoso que alguém consiga superar a proteína do vírus do mosaico em alguma publicação, ou até mesmo tente fazer isso.

Isso não significa que aspirantes a lexicógrafos devam desistir da bioquímica. A medicina sempre foi uma fonte fértil de palavras ridiculamente grandes, e por acaso a palavra não técnica mais longa do Oxford English Dictionary se baseia no primo químico mais próximo do carbono, um elemento citado com frequência como alternativa à vida baseada em outras galáxias – o elemento 14, silício.

EM TERMOS GENEALÓGICOS, os pais no topo de uma árvore familiar produzem filhos parecidos com eles. Da mesma forma, o carbono tem mais em comum com o elemento abaixo dele, o silício, do que com seus dois vizinhos horizontais, o boro e o nitrogênio. Nós já sabemos a razão disso. Carbono é o elemento 6, e o silício é o elemento 14, e esse intervalo de oito (mais um octeto) não é coincidência. No silício, dois elétrons ocupam o primeiro nível energético e oito ocupam o segundo. Isso deixa quatro elétrons sobressalentes – deixando o silício na mesma situação que o carbono. Mas essa situação também confere ao silício parte da flexibilidade do carbono. E pelo fato de a flexibilidade do carbono estar diretamente ligada à sua capacidade de formar vida, a capacidade do silício de imitar o carbono fez desse elemento o sonho de gerações de fãs de ficção científica interessados em modos de vida alternativos – ou seja, alienígenas –, que seguem regras diferentes das da vida na Terra. Ao mesmo tempo, genealogia não é destino, uma vez que os filhos nunca são exatamente iguais aos pais. Por isso, embora carbono e silício tenham mesmo uma relação muito próxima, os dois são elementos distintos e formam compostos distintos. E infelizmente para os fãs de ficção científica, o silício simplesmente não consegue fazer os truques maravilhosos que o carbono pode fazer.

Curiosamente, podemos aprender sobre as limitações do silício analisando a gramática de outra palavra que estabelece um recorde, uma palavra que se estende por um comprimento absurdo pela mesma razão que o fez a proteína baseada no carbono com 1.185 letras descrita anteriormente. Mas na verdade essa proteína tem um nome meio repetitivo – mais interessante pela sua novidade, assim como calcular o valor de pi até trilhões de dígitos. Em comparação, a palavra não técnica mais longa no Oxford English Dictionary tem 45 letras: “pneumonoultramicroscopicsilicovolcanoconiosis”, uma doença que tem o vocábulo “silico” no meio. Os filólogos (maníacos por letras) referem-se à palavra pneumonoultramicroscopicsilicovolcanoconiosis como “p45”, mas existem algumas dúvidas médicas quanto a p45 ser realmente uma doença, por ser apenas uma variante de uma doença pulmonar incurável chamada pneumonoconiosis [pneumoconiose]. A p16 se assemelha à pneumonia e é uma das doenças causadas pela inalação de amianto. A inalação de dióxido de silício, o principal componente da areia e do vidro, também pode causar pneumoconiose. Trabalhadores de construções, que usam lixas o dia todo, ou de linhas de montagem de materiais de isolamento, que inalam pó de vidro, com frequência são vitimadas pela p16 por conta do silício. Mas o fato de o dióxido de silício (SiO_2) ser o mineral mais comum na crosta terrestre faz com que outro grupo seja suscetível a ele: pessoas que moram nas imediações de vulcões ativos. Os vulcões mais poderosos pulverizam sílica e cospem toneladas de pequenos fragmentos no ar. Esses fragmentos tendem a se acumular nos alvéolos pulmonares. Como já estão acostumados com dióxido de carbono, nossos pulmões não veem nada de errado em absorver o seu primo SiO_2, que pode ser fatal. Muitos dinossauros podem ter morrido por essa razão quando um cometa ou asteroide do tamanho de uma cidade se chocou com a Terra, 65 milhões de anos atrás.

Tendo tudo isso em mente, agora deve ficar bem mais fácil analisar gramaticalmente os prefixos e sufixos da p45. Naturalmente, a inflamação pulmonar causada pela inalação da fina sílica vulcânica por pessoas que, arfando e correndo, tentam fugir da cena é chamada em inglês de “pneumono-ultra-microscopic-silico-vulcano-coniosis”. Mas, antes de começar a usar essa palavra em suas conversas, saiba que muitos puristas da língua a odeiam. Alguém cunhou a p45 para vencer um concurso de quebra-cabeças em 1935, e tem gente que ainda zomba dizendo que é uma “palavra de troféu”. Até mesmo os augustos editores do Oxford English Dictionary difamam a p45 ao defini-la como “uma palavra artificial”, que apenas “supostamente significa” o que quer significar. Todo esse desprezo assoma porque a p45 expandiu-se para o mundo “real”. A p45 foi burilada, assim como a vida artificial, em vez de ter surgido organicamente da linguagem cotidiana.

Ao nos aprofundarmos um pouco mais no silício, podemos averiguar se as afirmações sobre a possibilidade de vida baseada em silício resistem. Apesar de tão repisada na ficção científica quanto as armas de raio, a vida de silício é uma ideia importante, pois expande a noção de vida potencial centrada no carbono. Os entusiastas do silício conseguem até mesmo apontar alguns animais na Terra que utilizam silício em seus corpos, como o ouriço-do-mar, com suas espinhas de silício, e os protozoários radiolários (criaturas unicelulares), que forjam silício em suas armaduras ou exoesqueletos. Os avanços na computação e em inteligência artificial sugerem também que o silício pode formar “cérebros” tão complexos quando os baseados em carbono. Em teoria, não há razão para não podermos substituir todos os neurônios do nosso cérebro por um transistor de silício.

Mas a p45 fornece lições de química prática que eliminam as esperanças da vida de silício. Obviamente, as formas de vida de silício precisariam assimilar e expelir silício de seus corpos para reparar tecidos ou o que fosse, como as criaturas terrestres fazem com o carbono. Na Terra, as criaturas da base da cadeia alimentar (de muitas maneiras, as mais importantes formas de vida) podem fazer isso por meio do dióxido de carbono (o gás carbônico). O silício também quase sempre se liga com o oxigênio na natureza, em geral na forma de SiO_2. Porém, diferentemente do dióxido de carbono, o dióxido de silício (mesmo na forma de poeira vulcânica fina) é sólido, não gasoso, em qualquer temperatura remotamente favorável à vida. (Só se transforma em gás a 2.200°C!) Em termos de respiração celular, respirar sólidos simplesmente não funciona, porque os sólidos não se dispersam, não fluem, e é difícil chegar às moléculas individuais, que é o que as células precisam fazer. Mesmo uma vida de silício rudimentar, equivalente a uma alga, teria problemas para respirar, e grandes formas de vida, com múltiplas camadas de células, se dariam pior ainda. Sem ter como trocar gases com o meio ambiente, uma vida vegetal de silício morreria de fome, e uma vida animal sufocaria em resíduos, da mesma forma que os pulmões da nossa vida de carbono sufocam com a p45.

Mas será que esses micróbios de silício não conseguem assimilar e expelir silício de alguma outra forma? É possível, mas o silício não dissolve na água, que é de longe o líquido mais abundante do universo. Por isso essas criaturas teriam de renunciar às vantagens evolutivas do sangue ou de qualquer outro líquido para a circulação de nutrientes e resíduos. Criaturas de silício teriam que depender de sólidos, que não se misturam com facilidade, portanto é impossível imaginar uma vida de silício fazendo muita coisa.

Ademais, por carregar mais elétrons do que o carbono, o silício é mais volumoso, como um carbono com uns 25 quilos a mais. Às vezes isso pode não ser um problema. O silício seria capaz de substituir o carbono no equivalente marciano de gorduras ou proteínas. Mas o carbono também se contorce em moléculas aneladas que chamamos de açúcares. Anéis são estados de alta-tensão – o que significa que armazenam um bocado de energia –, e o silício não é tão flexível para vergar na posição certa para formar anéis. Outro problema é que os átomos de silício não conseguem compactar seus elétrons em espaços apertados com ligações duplas do tipo que aparece em quase toda a bioquímica complexa. (Quando dois átomos partilham dois elétrons, trata-se de uma ligação simples. Partilhar quatro elétrons é uma ligação dupla.) Por isso a vida baseada em silício teria centenas de opções a menos para armazenar energia e produzir hormônios químicos. Juntando tudo, só uma bioquímica radical poderia suportar uma vida de silício capaz de crescer, reagir, se reproduzir e atacar. (Os ouriços-do-mar e os radiolários usam silício como suporte estrutural, não para respirar ou armazenar energia.) E o fato de a vida baseada em carbono ter se desenvolvido na Terra apesar de o carbono ser muito menos comum que o silício é quase uma prova em si mesmo.[4] Eu não seria tolo a ponto de afirmar que a biologia do silício é impossível, mas essas criaturas teriam que defecar areia e viver em planetas com vulcões expelindo silício ultramicroscópico para que esse elemento conseguisse produzir alguma forma de vida.

Para sua própria sorte, o silício garantiu a própria imortalidade de outra maneira. Como uma espécie de vírus, uma criatura quase viva, insinuou-se num nicho evolucionário e sobreviveu como um predador parasitário do elemento abaixo dele.

EXISTEM OUTRAS LIÇÕES GENEALÓGICAS na coluna do carbono e do silício da tabela periódica. Abaixo do silício encontramos o germânio. Um elemento abaixo do germânio, temos a surpresa de encontrar o estanho. Na casa de baixo está o chumbo. Assim, percorrendo a tabela periódica de cima para baixo, passamos do carbono, o elemento responsável pela vida, ao silício e ao germânio, elementos responsáveis pela eletrônica moderna, e chegamos ao estanho, um metal cinza e opaco usado para enlatar milho, e ao chumbo, um elemento mais ou menos hostil à vida. São passos pequenos, mas é um bom lembrete de que essas pequenas mutações vão se acumulando, mesmo que um elemento possa ser parecido com o de baixo.

Outra lição é a de que toda família tem sua ovelha negra, alguém de quem o resto da linhagem mais ou menos desistiu. No caso da coluna 14, é o germânio, um pobre elemento sem sorte. Nós usamos silício em nossos computadores, em microchips, em carros e calculadoras. Semicondutores de silício puseram o homem na Lua e são responsáveis pela internet. Mas se as coisas tivessem sido diferentes sessenta anos atrás, hoje todos poderíamos estar falando sobre o Vale do Germânio, no norte da Califórnia.

A indústria moderna de semicondutores começou em 1945 nos Laboratórios Bell de Nova Jersey, a poucos quilômetros de distância de onde Thomas Alva Edison montou sua fábrica de invenções setenta anos antes. William Shockley, físico e engenheiro eletrônico, estava tentando construir um pequeno amplificador de silício para substituir válvulas a vácuo em computadores de grande porte. Os engenheiros abominavam as válvulas, pois os bulbos de vidro compridos eram desajeitados, frágeis e tendiam a superaquecer. Porém, por mais que as desprezassem, eles precisavam daquelas válvulas, pois nada mais conseguia cumprir sua dupla tarefa: as válvulas amplificavam sinais eletrônicos para que os sinais mais fracos não morressem e também agiam como portões de uma só via para a eletricidade, fazendo com que os elétrons pudessem fluir de volta pelos circuitos. (Você pode imaginar o tamanho do problema que teria se o seu esgoto fluísse para os dois lados.) Shockley queria fazer com as válvulas a vácuo o mesmo que Edison havia feito com as velas, e sabia que os elementos semicondutores eram a resposta: só eles poderiam atingir o equilíbrio que os engenheiros desejavam para fazer com que um número suficiente de elétrons passasse por um circuito (a parte “condutora”), mas não tantos que os elétrons saíssem de controle (a parte “semi”). Mas Shockley era mais visionário do que engenheiro, e seu amplificador de silício nunca amplificou nada. Frustrado, depois de dois anos infrutíferos, ele passou a tarefa para dois subalternos, John Bardeen e Walter Brattain.

De acordo com um biógrafo, Bardeen e Brattain “se adoravam tanto quanto era possível para dois homens … Era como se Bardeen fosse o cérebro daquele organismo e Brattain fosse as mãos.”[5] Essa simbiose foi conveniente, pois Bardeen, para quem o conceito de “nerd” poderia ter sido cunhado, não era muito habilidoso com as mãos. Juntos, eles determinaram que o silício era quebradiço demais e difícil de ser purificado para trabalhar como amplificador. Ademais, eles sabiam que o germânio, cujos elétrons mais externos se situam num nível energético mais alto do que os do silício, e, portanto, com ligações mais frágeis, conduzia eletricidade com mais facilidade. Usando o germânio, Bardeen e Brattain construíram o primeiro amplificador em estado sólido (diferente daqueles a vácuo) em dezembro de 1947. Os dois o chamaram de transistor.

Isso deveria ter entusiasmado Shockley – só que ele estava em Paris naquele Natal, o que dificultava qualquer alegação de ter contribuído com a invenção (sem mencionar que ele tinha usado o elemento errado). Por essa razão, ele resolveu roubar os créditos pelo trabalho de Bardeen e Brattain. Shockley não era uma pessoa má, mas era irredutível quando pensava estar certo, por isso estava convencido de que merecia a maior parte dos créditos pelo transistor. (Essa convicção irredutível afloraria mais tarde, nos anos de decadência de Shockley, quando ele trocou a física do estado sólido pela “ciência” da eugenia – a procriação de seres humanos melhores. Ele acreditava numa casta brâmane de intelligentsia e começou a fazer doações para um “banco de esperma de gênios”[6] e a defender que os pobres e as minorias deveriam ser pagos para serem esterilizados e deixar de diluir o QI coletivo da humanidade.)

Voltando às pressas de Paris, Shockley enfiou-se no contexto do transistor, literalmente. Nas fotos de divulgação dos Laboratórios Bell que mostram os três homens supostamente trabalhando ele está sempre entre Bardeen e Brattain, dissecando o trabalho em conjunto e pondo as suas mãos no equipamento, forçando os outros dois a espiarem-no por cima de seus ombros como meros assistentes. Essas imagens acabaram se tornando a nova realidade, e a comunidade científica passou a dar crédito aos três. Como um príncipe mesquinho de algum reino, Shockley também baniu Bardeen, seu principal rival intelectual, para outro laboratório sem relação com o projeto, para que ele, Shockley, pudesse desenvolver uma segunda geração de transistores de germânio, mais amigável em termos comerciais. Não é surpresa que Bardeen logo depois tenha saído dos Laboratórios Bell para assumir um cargo acadêmico em Illinois. Aliás, ele ficou tão indignado que desistiu de sua pesquisa com semicondutores.

Mas as coisas também não deram certo com o germânio. Em 1954, a indústria dos transistores havia se expandido. O poder de processamento dos computadores aumentara por várias ordens de magnitude, e havia surgido toda uma nova linha de produtos, como rádios portáteis. Mas, durante todo esse crescimento, os engenheiros continuavam suspirando pelo silício. Em parte, porque o germânio era temperamental. Como corolário de ser tão bom condutor de eletricidade, o elemento gerava um calor indesejado, fazendo com que os transistores de germânio funcionassem mal a altas temperaturas. Mais importante ainda, o silício, principal componente da areia, talvez fosse ainda mais barato do que lixo. Os cientistas permaneciam fiéis ao germânio, mas passavam um bocado de tempo fantasiando sobre o silício.

De repente, durante um evento comercial de semicondutores naquele ano, um engenheiro atrevido do Texas levantou-se depois de um discurso sombrio sobre a inviabilidade dos transistores de silício e anunciou que, na verdade, tinha um desses no bolso. Será que a plateia gostaria de ver uma demonstração? O tal P.T. Barnum – cujo verdadeiro nome era Gordon Teal – conectou um toca-discos movido a germânio a alto-falantes externos e, de uma forma bem medieval, mergulhou as entranhas do aparelho num recipiente de óleo fervente. Como esperado, o aparelho parou de funcionar. Depois de recolher a fiação, Teal retirou o transistor de germânio e religou o toca-discos com seu transistor de silício. Mais uma vez, ele jogou tudo no óleo. A música continuou a tocar. No momento em que a multidão frenética de vendedores chegou aos telefones públicos no saguão da convenção, o germânio tinha caído em desgraça.

Para a sorte de Bardeen, sua parte na história teve um final feliz, ainda que de forma canhestra. Seu trabalho com semicondutores de germânio se provou tão importante que ele, Brattain e, suspiro, Shockley ganharam o Prêmio Nobel de física de 1956. Bardeen ouviu a notícia pelo rádio (provavelmente já movido a silício) enquanto preparava o café da manhã. Agitado, ele derrubou os ovos mexidos da família no chão. Não foi sua primeira gafe relacionada ao Nobel. Dias antes da cerimônia de entrega do prêmio na Suécia, ele lavou seu colete e a gravata-borboleta junto com as roupas de cor e manchou-os de verde, erro digno de um aluno de graduação. E no dia da cerimônia ele e Brattain ficaram tão emocionados com o encontro com o rei Gustav VI da Suécia que tomaram quinino para acalmar o estômago. O que provavelmente não ajudou quando o rei repreendeu Bardeen por ter deixado os filhos em Harvard (ele teve medo de que eles perdessem uma prova) em vez de irem para a Suécia com ele. Diante dessa censura, Bardeen disse brincando que, ha, ha, traria os filhos da próxima vez em que ganhasse um Prêmio Nobel.

Gafes à parte, a cerimônia marcou um ponto alto para os semicondutores, mas por pouco tempo. Nessa época, a Academia de Ciências da Suécia, que confere os Prêmios Nobel de química e física, tendia a honrar mais a pesquisa pura do que a engenharia, e a vitória do transistor foi um reconhecimento incomum da ciência aplicada. Ainda assim, em 1958, a indústria dos transistores já enfrentava uma nova crise. E com Bardeen fora de campo, a porta se abriu para outro herói.

Apesar de ter de se abaixar (ele tinha quase dois metros de altura), Jack Kilby logo entrou por essa porta. Kilby era um sujeito do Kansas, de fala mansa e pele coriácea, que tinha passado uma década na roça high-tech de Milwaukee antes de arranjar um emprego na Texas Instruments (TI), em 1958. Embora fosse engenheiro eletrônico, Kilby foi contratado para resolver um problema de hardware nos computadores conhecido como a tirania dos números. Basicamente, embora os transistores de silício fossem baratos e funcionassem bem, os computadores mais sofisticados requeriam muitos circuitos. Isso significava que empresas como a TI tinham de encher grandes hangares de técnicos, principalmente mulheres, que ganhavam mal e não faziam nada o dia inteiro a não ser se debruçar sobre microscópios, xingando e suando em trajes de segurança enquanto soldavam pedaços de silício. Além de ser caro, o processo era ineficiente. Em todos os circuitos, um daqueles frágeis filamentos inevitavelmente se rompia ou se soltava, e o circuito inteiro deixava de funcionar. Mas os engenheiros não conseguiam contornar o problema da necessidade de tantos transistores: era a tirania dos números.

Kilby chegou à TI em um mês de junho escaldante. Como funcionário novo, ele ainda não tinha direito a férias, e por isso ficou trabalhando sozinho em sua bancada quando milhares de funcionários saíram de férias coletivas no mês seguinte. O alívio que o silêncio proporcionou sem dúvida o convenceu de que empregar milhares de pessoas para ligar transistores era uma burrice, e a ausência de supervisores propiciou um tempo livre para se dedicar a uma nova ideia, que ele chamou de circuito integrado. Os transistores de silício não eram as únicas peças de um circuito que precisavam ser ligadas à mão. Os resistores de carbono e os capacitores de porcelana também precisavam ser ligados com fios de cobre. Kilby descartou aquele conjunto de elementos separados e juntou tudo – todos os resistores, transistores e capacitores – num bloco firme de semicondutor. Foi uma ideia fantástica – estrutural e artisticamente, era a diferença entre esculpir uma estátua a partir de um bloco de mármore ou cinzelar cada parte individualmente para depois amarrar os pedaços da estátua com arame. Sem confiar na pureza do silício para construir os resistores e os capacitores, Kilby preferiu fazer seu protótipo em germânio.

Em última análise, o circuito integrado libertou os engenheiros da tirania dos circuitos que precisavam ser ligados à mão. Como as peças eram todas feitas no mesmo bloco, ninguém precisava soldá-las. Na verdade, pouco depois, ninguém sequer poderia soldar alguma coisa, pois o circuito integrado também permitiu que os engenheiros automatizassem esse processo e construíssem conjuntos de transistores microscópicos – o primeiro chip de computador de verdade. Kilby nunca recebeu todos os créditos por sua invenção (um dos protegidos de Shockley preencheu uma requisição de patente rival um pouco mais detalhada e arrebatou os direitos da empresa de Kilby), mas até hoje os geeks pagam tributo pela grande descoberta de engenharia de Kilby. Numa indústria que mede os ciclos de seus produtos em meses, o chip ainda mantém seu projeto básico de cinquenta anos atrás. Em 2000, com um certo atraso, Kilby ganhou um Prêmio Nobel por seu circuito integrado.[7]

Infelizmente, nem isso conseguiu ressuscitar a reputação do germânio. O circuito original de germânio de Kilby está guardado no Smithsonian Institution, mas no vale-tudo do mercado o germânio entrou em queda livre. O silício era muito mais barato e disponível. É famosa a frase de Isaac Newton afirmando que tudo o que conseguiu foi apoiando-se nos ombros de gigantes – os cientistas a partir de cujas descobertas ele desenvolveu seu trabalho. O mesmo pode ser dito sobre o silício. Depois de o germânio ter feito todo o trabalho, o silício virou um ícone e o germânio foi banido para a zona escura da tabela periódica.

Na verdade esse é um destino comum em se tratando da tabela periódica. A maior parte dos elementos é imerecidamente anônima. Até os nomes dos cientistas que descobriram muitos deles e os organizaram nas primeiras tabelas periódicas há muito foram esquecidos. Porém, assim como o silício, alguns nomes alcançaram fama universal, e nem sempre pelas melhores razões. Todos os cientistas que trabalharam nas primeiras tabelas periódicas reconheciam similitudes entre certos elementos. “Tríades” químicas, como o exemplo moderno de carbono, silício e germânio, foram a primeira pista de que o sistema periódico existia. Mas alguns cientistas se provaram mais capazes que outros no reconhecimento de sutilezas – os traços que percorrem as famílias da tabela periódica como marcas de nascença e narizes aquilinos nos humanos. A perícia em rastrear e prever essas semelhanças fez com que um cientista, Dmitri Mendeleiev, entrasse para a história como o pai da tabela periódica.

3. As ilhas Galápagos da tabela periódica

PODE-SE DIZER QUE A HISTÓRIA DA TABELA PERIÓDICA é a história dos muitos personagens que a moldaram. O primeiro deles tinha um desses nomes de livros de história, como dr. Guillotin, Charles Ponzi, Jules Léotard ou Étienne de Silhouette, que faz a gente sorrir e pensar se alguém realmente respondia a esses nomes. O pioneiro da tabela periódica merece um elogio especial, uma vez que o queimador que leva o seu nome, o bico de Bunsen, já deu origem a mais pegadinhas com calouros do que qualquer outro equipamento de laboratório na história. Por mais decepcionante que possa parecer, o químico alemão Robert Bunsen na verdade não “inventou” o bico de Bunsen, apenas aperfeiçoou o projeto e popularizou-o em meados dos anos 1800. Mas, mesmo sem o queimador, Bunsen conseguiu se envolver em muitos perigos e na destruição da própria vida.

O primeiro amor da vida de Bunsen foi o arsênio. Embora o elemento 33 goze de considerável reputação desde a Antiguidade (os assassinos romanos o injetavam em figos), poucos cientistas bem-comportados sabiam muito sobre o arsênio antes de Bunsen começar a despejá-lo em tubos de ensaio. Ele trabalhava principalmente com cacodilatos, substâncias à base de arsênio cujo nome se origina da palavra grega para “fedor”. Os cacodilatos cheiravam tão mal, dizia Bunsen, que provocavam alucinações, “produzindo um instantâneo formigamento nas mãos e nos pés, e até tonturas e insensibilidade”. A língua ficava “coberta por uma camada preta”. Talvez por interesse próprio, Bunsen logo desenvolveu o que até hoje ainda é o melhor antídoto para envenenamento por arsênio, o hidróxido férrico, uma substância relacionada com a ferrugem que adere ao arsênio e o expele do sangue. Mesmo assim, Bunsen não poderia ter se defendido contra todos os perigos. Uma casual explosão de uma proveta de arsênio quase arrancou seu olho direito e deixou-o parcialmente cego pelos últimos sessenta anos de vida.

Depois do acidente, Bunsen pôs o arsênio de lado e cedeu à sua paixão por explosões naturais. Ele adorava tudo que irrompia do solo, e por muitos anos estudou gêiseres e vulcões, coletando pessoalmente seus vapores e líquidos ferventes. Construiu também uma réplica de um gêiser do Parque Yellowstone em seu laboratório e descobriu como os gêiseres aumentam a pressão e explodem. Bunsen entrou para o departamento de química da Universidade de Heidelberg nos anos 1850 e logo garantiu a própria imortalidade ao inventar o espectroscópio, equipamento que usa a luz para estudar os elementos. Cada elemento da tabela periódica produz faixas de luzes coloridas estreitas e marcantes quando aquecido. O hidrogênio, por exemplo, sempre emite uma faixa vermelha, uma verde-amarelada, uma azul-clara e uma faixa anil. Se você aquecer alguma misteriosa substância que emita essas linhas específicas, pode apostar que contém hidrogênio. Foi uma grande descoberta, a primeira maneira de sondar componentes exóticos sem fervê-los ou desintegrá-los com ácido.

Para construir seu primeiro espectroscópio, Bunsen e um aluno montaram um prisma dentro de uma caixa vazia de charutos, para isolá-lo da luz ambiente, e encaixaram dois visores de telescópios para olhar dentro da caixa, como um diorama. O único fator que até certo ponto limitava a espectroscopia era obter chamas com calor suficiente para excitar os elementos. Foi então que Bunsen inventou o dispositivo que o transformou em herói para qualquer um que já tenha derretido uma régua ou ateado fogo a um lápis. Ele pegou o queimador a gás primitivo de um técnico local e acrescentou uma válvula para ajustar o fluxo de oxigênio. (Se você já fuçou o botão na base de um bico de Bunsen, sabe do que se trata.) Como resultado, a chama do queimador deixou de ser aquela alaranjada ineficiente e bruxuleante para se transformar na chama azul concentrada e ruidosa que você vê nas bocas de fogão hoje em dia.

O trabalho de Bunsen fez com que a tabela periódica se desenvolvesse rapidamente. Embora ele se opusesse à ideia de classificar os elementos a partir de seus espectros, outros cientistas fizeram menos objeções, e de imediato a espectroscopia começou a identificar novos elementos. Importante também foi que o processo ajudou a selecionar entre alegações espúrias de descoberta velhos elementos disfarçados como substâncias desconhecidas. Essa identificação confiável botou os químicos no longo caminho em direção à meta final da compreensão da matéria em um nível mais profundo. Porém, além de encontrar novos elementos, os cientistas precisavam organizá-los em alguma espécie de árvore genealógica. E aí chegamos a outra grande contribuição de Bunsen à tabela – sua contribuição para a formação de uma dinastia intelectual científica em Heidelberg, onde ensinou muita gente responsável pelos primeiros trabalhos na busca de uma lei periódica. Isso inclui o nosso segundo personagem, Dmitri Mendeleiev, o homem aclamado pela criação da primeira tabela periódica.

Verdade seja dita, assim como Bunsen e o bico de Bunsen, Mendeleiev não criou a primeira tabela periódica sozinho. Seis pessoas inventaram-na de forma independente, e todas trabalharam a partir das “afinidades químicas” observadas pela primeira geração de químicos. Mendeleiev começou com a ideia rudimentar de como agrupar os elementos em pequenos conjuntos de sinônimos, depois transformou esses esboços de sistema periódico numa lei científica, algo muito parecido com o que fez Homero ao transformar mitos gregos dispersos na Odisseia. A ciência precisa de heróis, tanto quanto qualquer outro meio, e Mendeleiev tornou-se protagonista da história da tabela periódica por uma série de razões.

Uma das razões foi sua incrível biografia. Nascido na Sibéria, filho mais novo de catorze irmãos, Mendeleiev tinha treze anos em 1847, quando perdeu o pai. Corajosa para sua época, sua mãe assumiu uma fábrica de vidro local para sustentar a família e conseguiu que artesãos homens trabalhassem ali. Mas a fábrica pegou fogo. Depositando suas esperanças na inteligência do filho, ela o despachou na sela de um cavalo por quase 2 mil quilômetros através das estepes íngremes e cobertas de neve dos montes Urais para chegar a uma universidade de elite em Moscou – que rejeitou Mendeleiev por ele não ser natural da região. Inabalável, mamãe Mendeleiev botou o filho a cavalo de novo e viajou mais 650 quilômetros até a universidade onde seu pai havia estudado, em São Petersburgo. Assim que o viu matriculado, ela morreu.

Mendeleiev se revelou um estudante brilhante. Quando se formou, foi estudar em Paris e em Heidelberg, onde o eminente Bunsen o orientou por um tempo (as duas personalidades colidiram, em parte por Mendeleiev ser temperamental e em parte por causa do notório laboratório de Bunsen, sempre ruidoso e fedido). Mendeleiev voltou a São Petersburgo como professor nos anos 1860 e lá começou a pensar na natureza dos elementos, trabalho que culminou em sua famosa tabela periódica de 1869.

Muitos outros estavam trabalhando no problema de como organizar os elementos, e alguns até chegaram a resolver a questão, embora de forma não definitiva, com a mesma abordagem de Mendeleiev. Na Inglaterra, em 1865, um químico de trinta e poucos anos chamado John Newlands apresentou sua suposta tabela para uma sociedade química. Mas um equívoco retórico foi a perdição de Newlands. Na época, ninguém sabia sobre os gases nobres (do hélio ao radônio), por isso as primeiras linhas de sua tabela periódica só tinham sete colunas. De uma forma um tanto excêntrica, Newlands comparou as sete colunas com o dó ré mi fá sol lá si da escala musical. Infelizmente, a plateia da Chemical Society of London não tinha nada de excêntrica e ridicularizou a proposta mambembe de Newlands.

O mais sério rival de Mendeleiev foi Julius Lothar Meyer, um químico alemão com uma barba branca desgrenhada e cabelos negros emplastrados. Meyer também trabalhou com Bunsen em Heidelberg e tinha credenciais profissionais de peso. Entre outras coisas, havia descoberto como as hemácias, as células vermelhas do sangue, transportavam oxigênio ao se ligar à hemoglobina. Meyer publicou sua tabela periódica praticamente na mesma época em que Mendeleiev, e, em 1882, os dois dividiram um prestigioso antecessor do Prêmio Nobel, chamado Davy Medal, pela descoberta simultânea da “lei periódica”. (Apesar de ser uma premiação inglesa, Newlands ficou de fora até 1887, quando afinal ganhou sua própria Davy Medal.) Enquanto Meyer continuava a realizar grandes trabalhos que aumentavam sua reputação – como ajudar a popularizar inúmeras teorias radicais que se provaram corretas –, Mendeleiev foi ficando meio rabugento, um sujeito esquisito que, por mais inacreditável que pareça, se recusava a acreditar na realidade dos átomos.[1] (Mais tarde ele começou também a rejeitar outras coisas que não conseguia ver, como os elétrons e a radioatividade.) Se você observasse os dois homens por volta de 1880 e tentasse julgar qual era o grande químico teórico, provavelmente escolheria Meyer. Então, o que distinguia Mendeleiev de Meyer e dos outros quatro químicos que publicaram tabelas periódicas antes deles, ao menos sob o julgamento da história?[2]

Primeiramente, mais do que qualquer outro químico, Mendeleiev entendeu que certas características dos elementos persistem, mesmo que isso não aconteça com outras. Ele percebeu que um composto como o óxido de mercúrio (um sólido cor de laranja) não “contém” um gás, o oxigênio, e um metal líquido, o mercúrio, como outros pensavam. Em vez disso, o óxido de mercúrio contém dois elementos que, quando separados, por acaso formam um gás e um metal. O que permanece constante é o peso atômico do elemento, que Mendeleiev acreditava ser sua característica definitiva, uma visão muito semelhante à atual.

Em segundo lugar, enquanto outros lutavam para organizar elementos em linhas e colunas, Mendeleiev, que trabalhou a vida inteira em laboratórios de química, tinha adquirido um conhecimento muito profundo de como os elementos eram, cheiravam e reagiam, em especial os metais, os elementos que se mostravam mais ambíguos e enredados a serem incluídos na tabela. Isso permitiu que incorporasse todos os 62 elementos conhecidos até então em linhas e colunas. Mendeleiev também revisou sua tabela de forma obsessiva, chegando a escrever os nomes dos elementos em pequenos cartões para jogar uma espécie de paciência química em seu escritório. Mais importante de tudo, enquanto tanto ele como Meyer deixaram espaços em branco onde nenhum elemento se encaixava na tabela, Mendeleiev, ao contrário do medroso Meyer, teve a coragem de prever o lugar onde os novos elementos se encaixariam. Procurem com mais afinco, químicos e geólogos, ele parecia instigar, pois vocês ainda vão encontrá-los. Ao rastrear as características dos elementos conhecidos ao longo de cada coluna, Mendeleiev chegou a prever as densidades e os pesos atômicos de elementos ainda não descobertos, e as pessoas ficaram estupefatas quando algumas previsões se mostraram corretas. Além disso, quando os cientistas descobriram os gases nobres, nos anos 1890, a tabela de Mendeleiev passou por um teste crucial, pois incorporou com facilidade os gases com o simples acréscimo de uma nova coluna. (Mendeleiev a princípio negou a existência dos gases nobres, mas aí a tabela periódica não era mais só dele.)

Outro fator a ser considerado era a personalidade fora do comum de Mendeleiev. Assim como seu contemporâneo russo Dostoievski – que escreveu O jogador em três semanas para pagar dívidas de jogo –, Mendeleiev produziu sua primeira tabela para cumprir o prazo final de um editor de livros. Ele já havia escrito o primeiro volume de um livro didático, um tomo de quinhentas páginas, mas só havia chegado a oito elementos. Isso significava que teria de encaixar todos os demais no segundo volume. Depois de seis semanas de adiamentos, num momento de inspiração, Mendeleiev decidiu que a forma mais concisa de apresentar aquela informação era numa tabela. Entusiasmado, abandonou seu segundo emprego como consultor de química para fábricas de queijo locais para se dedicar à compilação da tabela. Quando o livro foi impresso, Mendeleiev não só tinha previsto que novos elementos iriam ocupar os espaços vazios deixados abaixo do boro e do silício, mas também dava nomes provisórios a eles. E sua reputação não poderia ter sido arranhada (as pessoas procuram gurus durante tempos incertos) pelo fato de ter usado um idioma místico e exótico para criar esses nomes, empregando a palavra em sânscrito para além: eka-silício, eka-boro e assim por diante.

Alguns anos depois, Mendeleiev, já famoso, divorciou-se da mulher e quis se casar de novo. Embora sua igreja local e conservadora tenha dito que ele teria de esperar sete anos, Mendeleiev subornou um padre e conseguiu se casar. Essa artimanha o transformou em um bígamo, mas ninguém se atreveu a prendê-lo. Quando um burocrata local foi se queixar com o czar sobre os dois pesos e duas medidas aplicados ao caso – o padre foi destituído –, o czar respondeu com afetação: “Eu reconheço que Mendeleiev tem duas esposas, mas eu só tenho um Mendeleiev.” Só que a paciência do czar tinha limites. Em 1890, Mendeleiev, um anarquista assumido, foi dispensado de seu cargo acadêmico por simpatizar com grupos violentos de estudantes esquerdistas.

É fácil entender por que historiadores e cientistas se apegaram à história de vida de Mendeleiev. Claro que ninguém se lembraria de sua biografia se ele não tivesse elaborado a tabela periódica. De modo geral, o trabalho de Mendeleiev é comparável ao de Darwin na evolução e ao de Einstein na relatividade. Nenhum deles fez todo o trabalho, mas sim a maior parte do trabalho, e fizeram isso de uma forma mais elegante que os outros. Eles viram até onde iam as consequências, sustentando suas descobertas com resmas de evidências. E, assim como Darwin, Mendeleiev fez inimizades duradouras em seu trabalho. Dar nomes a elementos que nunca tinha visto era uma arrogância, e isso enfureceu o sucessor intelectual de Robert Bunsen – o homem que descobriu o “eka-alumínio” e que achava que ele, não aquele russo maluco, merecia o crédito e os direitos de batismo.

A DESCOBERTA DO EKA-ALUMÍNIO, agora conhecido como gálio, levanta questões quanto ao que na verdade empurra a ciência para a frente – as teorias, que enquadram a maneira como as pessoas veem o mundo; ou os experimentos, que mesmo sendo bem simples podem destruir teorias elegantes. Depois de uma disputa com o teórico Mendeleiev, o experimentalista que descobriu o gálio tinha uma resposta definitiva. Paul-Émile François Lecoq de Boisbaudran nasceu numa família de produtores de uva na região de Cognac, na França, em 1838. Bonitão, com cabelos ondulados, um bigode encaracolado e chegado em gravatas da moda, ele se mudou para Paris já adulto, dominou o espectroscópio de Bunsen e se tornou o melhor cirurgião espectroscópico do mundo.

Lecoq de Boisbaudran se aperfeiçoou tanto que em 1875, depois de localizar faixas de cores nunca vistas em um mineral, ele concluiu de imediato e corretamente que havia descoberto um novo elemento. Ele chamou o elemento de gálio, em homenagem à Gália, o nome latino da França. (Adeptos de teorias conspiratórias o acusaram de espertamente ter batizado o elemento com seu nome, já que Lecoq, ou “o galo”, é gallus em latim.) Lecoq de Boisbaudran decidiu que queria segurar e sentir seu novo achado nas mãos, por isso resolveu purificar uma amostra do elemento. Demorou alguns anos, mas, em 1878, o francês afinal obteve um belo e puro pedaço de gálio. Apesar de sua forma sólida numa temperatura ambiente moderada, o gálio derrete a 29°C, o que significa que, se você segurá-lo na palma da mão (a temperatura do corpo é de cerca de 36,5°C), o material se derrete numa pequena poça granulosa e espessa quase como mercúrio. É um dos poucos metais líquidos que se pode tocar sem queimar os dedos até o osso. Por essa razão, desde então o gálio se tornou fonte de piadas entre os conhecedores de química, uma peça bem ao gosto do humor do bico de Bunsen. Um dos truques mais populares, já que o gálio é facilmente moldável e parece alumínio, é fazer colheres de gálio, servir numa xícara de chá e observar quando o convidado se assusta ao ver o chá Earl Grey “comer” o utensílio.[3]

Lecoq de Boisbaudran relatou suas descobertas em publicações científicas, com todo o direito a se sentir orgulhoso de seu caprichoso metal. O gálio foi o primeiro elemento a ser descoberto desde a criação da tabela de Mendeleiev de 1869, e quando leu a respeito do trabalho de Lecoq de Boisbaudran o teórico Mendeleiev tentou roer a corda e reivindicar créditos por sua previsão do eka-alumínio. Irritado, Lecoq de Boisbaudran respondeu que não, que o verdadeiro trabalho havia sido feito por ele. Mendeleiev não concordou, e o francês e o russo começaram a debater essa questão em publicações científicas, como num folhetim, com diferentes personagens narrando cada capítulo. Em pouco tempo a discussão ficou cáustica. Aborrecido com o canto de galo de Mendeleiev, Lecoq de Boisbaudran afirmou que um francês desconhecido tinha desenvolvido a tabela periódica antes de Mendeleiev e que o russo havia usurpado as ideias daquele homem – um pecado científico que só perde para a falsificação de dados. (Mendeleiev nunca foi bom em partilhar autorias. Meyer, por outro lado, citou a tabela de Mendeleiev em seu trabalho dos anos 1870, o que pode ter passado a impressão para as futuras gerações de que o trabalho de Meyer era um derivado.)

De sua parte, Mendeleiev esmiuçou os dados de Lecoq de Boisbaudran sobre o gálio e disse ao experimentalista, sem justificativa, que ele teria medido algo errado, pois a densidade e o peso do gálio diferiam de suas previsões. Isso demonstra um atrevimento espantoso, mas, como o filósofo da ciência e historiador Eric Scerri afirmou, Mendeleiev sempre “estava querendo moldar a natureza para se encaixar em seu grande esquema filosófico”. A única diferença entre as ideias de Mendeleiev e outras ideias malucas é que ele tinha razão: logo depois Lecoq de Boisbaudran corrigiu seus dados e publicou resultados que corroboravam as previsões de Mendeleiev. De acordo com Scerri, “o mundo científico ficou pasmo ao perceber que Mendeleiev, o teórico, havia visto as propriedades de um novo elemento com mais clareza do que o químico que o descobriu”. Certa vez um professor de literatura me disse que o que faz uma grande história – e a elaboração da tabela periódica é uma grande história – é um clímax que seja “surpreendente, porém inevitável”. Desconfio que Mendeleiev tenha se sentido surpreso ao descobrir seu grande esquema da tabela periódica – mas também convencido de sua veracidade por causa de sua elegante e inescapável simplicidade. Não surpreende que às vezes ele tenha se deixado intoxicar pelo poder que sentia.

Colocando de lado o machismo científico, o verdadeiro debate aqui estava centrado na questão de teoria versus experimento. Será que a teoria alertou os sentidos de Lecoq de Boisbaudran e o ajudou a ver alguma coisa nova? Ou será que o experimento forneceu a verdadeira evidência e a teoria de Mendeleiev apenas se encaixou por acaso? Mendeleiev poderia ter igualmente previsto a existência de queijo em Marte antes de Lecoq de Boisbaudran encontrar provas do gálio em sua tabela. De qualquer forma, o francês teve de rever os seus dados e publicar novos resultados, que estavam de acordo com o que Mendeleiev havia previsto. Embora Lecoq de Boisbaudran afirmasse jamais ter visto a tabela de Mendeleiev, é possível que tenha ficado sabendo de outras tabelas, ou que as tabelas tenham provocado conversas na comunidade científica e indiretamente colocado os cientistas de prontidão para o surgimento de novos elementos. Como o não menos genial Albert Einstein disse certa vez: “É a teoria que decide o que podemos observar.”

No final, talvez seja impossível dizer se a cara ou a coroa da ciência, a teoria ou o experimento, fez mais para o progresso científico. Isso é especialmente verdade quando se considera que Mendeleiev fez muitas previsões erradas. Foi até bom para Mendeleiev que um grande cientista como Lecoq de Boisbaudran tenha descoberto o eka-alumínio primeiro. Se alguém tivesse fuçado mais em busca de alguns de seus erros – Mendeleiev previu que havia muitos elementos antes do hidrogênio e jurava que o halo do Sol continha um elemento específico chamado corônio –, o russo poderia ter morrido na obscuridade. Mas assim como as pessoas perdoavam antigos astrólogos por gerarem horóscopos falsos, às vezes até contraditórios, concentrando-se mais nos brilhantes cometas que eles previram com exatidão, todos tendem a se lembrar apenas dos triunfos de Mendeleiev. Além do mais, ao simplificar a história, é tentador conferir créditos excessivos a Mendeleiev, assim como a Meyer e outros. Eles fizeram o importante trabalho de construir a treliça para abrigar os elementos, mas, até 1869, somente de todos os elementos haviam sido descobertos, e durante anos alguns deles estiveram em linhas e colunas erradas até mesmo nas melhores tabelas.

Muitos trabalhos apontam nos textos de Mendeleiev a bagunça dos elementos agora em quarentena na base da tabela, os lantanídeos. Os lantanídeos começam com o lantânio, elemento 57, e seu lugar adequado na tabela desconcertou e atormentou os químicos até boa parte do século XX. Seus elétrons escondidos fazem com que os lantanídeos se amontoem de uma forma exasperante; separar esses elementos é como desemaranhar um tufo de vinhas ou de hera. A espectroscopia também tropeçou nos lantanídeos, pois mesmo com a detecção de dezenas de novas faixas de cores, os cientistas não tinham ideia de quantos novos elementos elas representavam. Até mesmo Mendeleiev, que não se intimidava em fazer previsões, decidiu que os lantanídeos eram inquietos demais para se fazer adivinhações. Poucos elementos além do cério, o segundo lantanídeo, eram conhecidos em 1869. Mas, em vez de esculpir outros “ekas”, Mendeleiev admitiu sua impotência. Depois do cério, ele desenhou em sua tabela linhas e mais linhas de frustrantes espaços em branco. E mais tarde, ao preencher os espaços com os novos lantanídeos depois do cério, muitas vezes errou em suas localizações, em parte porque muitos “novos” elementos acabaram se revelando combinações de elementos conhecidos. É como se o cério fosse a fronteira do mundo conhecido no círculo de Mendeleiev, assim como Gibraltar para os antigos marinheiros: além do cério eles se arriscavam a afundar num redemoinho ou ser tragados pelo fim da Terra.

Uma das primeiras tabelas periódicas (de lado) produzidas por Dmitri Mendeleiev, em 1869. O grande espaço vazio depois do cério (Ce) mostra como Mendeleiev e seus contemporâneos sabiam pouco sobre a complexa química dos metais terras-raras.

Na verdade, Mendeleiev poderia ter evitado toda sua frustração se tivesse viajado algumas centenas de quilômetros a oeste de São Petersburgo. Lá, na Suécia, perto de onde o cério foi descoberto, ele teria encontrado uma desinteressante mina de porcelana, num vilarejo com o nome engraçado de Ytterby.

EM 1701, UM ADOLESCENTE cheio de si chamado Johann Friedrich Böttger, empolgado com a multidão que havia atraído com algumas mentiras inocentes, pegou duas moedas de prata para apresentar um espetáculo de mágica. Depois de fazer um gesto com as mãos e realizar uma feitiçaria química, as peças de prata “desapareceram”, e uma única peça de ouro materializou-se em seu lugar. Foi a demonstração de alquimia mais convincente que os habitantes já haviam visto. Böttger achou que sua reputação estava estabelecida, e infelizmente estava mesmo.

Era inevitável que os boatos acerca de Böttger chegassem ao rei da Polônia, Augusto, o Forte, que mandou prender o jovem alquimista e o trancou num castelo para tecer ouro para seu reino, como na fábula de Rumpelstiltskin, dos irmãos Grimm. Claro que Böttger não conseguiu atender seu pedido, e depois de alguns experimentos fúteis, aquele mentiroso inofensivo e ainda bem jovem viu-se como candidato a ser enforcado. Desesperado para salvar o pescoço, Böttger implorou ao rei para que o poupasse. Apesar de ter falhado em sua alquimia, ele afirmou que sabia como fazer porcelana.

Na época, aquela afirmação era quase tão incrível quanto a anterior. Desde que Marco Polo tinha voltado da China, no final do século XIII, os cavalheiros europeus ficaram obcecados pela porcelana branca chinesa, que era dura o bastante para não se deixar riscar por um prego e, no entanto, milagrosamente translúcida como uma casca de ovo. Impérios eram julgados a partir de seus jogos de chá, e circulavam rumores infundados sobre os poderes da porcelana. Um desses boatos apregoava que ninguém poderia ser envenenado tomando algo em uma xícara de porcelana. Outro afirmava que os chineses eram tão fabulosamente ricos em porcelana que tinham construído uma torre de nove andares com o material, só para se gabarem. (Esse boato acabou se provando verdadeiro.) Durante séculos, os poderosos da Europa, como os Médici de Florença, patrocinaram pesquisas com porcelana, mas só conseguiram produzir artefatos de baixa qualidade.

Para sorte de Böttger, o rei Augusto contava com um homem competente trabalhando em porcelana, Ehrenfried Walter von Tschirnhaus. Tschirnhaus, cujo trabalho anterior fora extrair amostras do solo polonês para descobrir onde cavar para obter joias para a coroa, tinha acabado de inventar um forno especial que chegava a 1.650°C de temperatura. Isso permitiu que ele derretesse porcelana para analisar o material, e quando o rei ordenou que o esperto Böttger se tornasse assistente de Tschirnhaus a pesquisa deslanchou. A dupla descobriu que os ingredientes secretos da porcelana chinesa eram um barro branco chamado caulim e uma pedra de feldspato que se funde em vidro a altas temperaturas. Também foi crucial os dois terem descoberto que, diferentemente da maior parte das louças de barro, eles precisavam cozinhar o esmalte da porcelana e o barro ao mesmo tempo, não em estágios separados. É essa fusão do esmalte com o barro em alta temperatura que confere à porcelana sua dureza e transparência. Depois de aperfeiçoarem o processo, já mais aliviados, eles voltaram para mostrar o trabalho a seu soberano. Augusto agradeceu muito aos dois, imaginando que aquela porcelana de imediato o transformaria no mais influente monarca da Europa, pelo menos socialmente. Depois de tal façanha, Böttger achou que seria libertado. Infelizmente, o rei decidiu que agora ele era valioso demais para ser solto e o manteve preso com mais rigor ainda.

Como era inevitável, o segredo da porcelana vazou e a receita de Böttger e Tschirnhaus se difundiu pela Europa. Com o domínio da química básica, os artesãos conseguiram aperfeiçoar o processo durante os cinquenta anos seguintes. Por isso, sempre que encontravam feldspato as pessoas construíam uma mina, inclusive na gelada Escandinávia, onde os fornos de porcelana eram valorizados por atingirem temperaturas mais altas e continuarem quentes por mais tempo que os fornos de ferro. Para alimentar a crescente indústria na Europa, em 1780 foi aberta uma mina de feldspato a alguns quilômetros de Estocolmo, na ilha de Ytterby.

Ytterby, pronunciada como “iterbi” e que significa “aldeia mais distante”, é exatamente igual ao que você esperaria de um vilarejo sueco, com casas de telhados vermelhos perto da água, grandes cortinas brancas e grandes pinheiros em grandes quintais. As pessoas viajam pelo arquipélago em barcos. As ruas têm nomes de minerais e de elementos.[4]

A mina de Ytterby foi escavada no alto de uma colina na parte sudeste da ilha, e fornecia um ótimo minério bruto para fazer porcelana e para outros fins. Mais intrigante para os cientistas, as rochas da região produziam pigmentos exóticos e esmaltes coloridos quando processadas. Hoje em dia sabemos que as cores brilhantes são indicações mortais de lantanídeos, e a mina de Ytterby era rica nesses elementos por razões geológicas. Os elementos já foram misturados de maneira uniforme na crosta terrestre, como se alguém tivesse jogado um monte de temperos numa cuia e misturado tudo. Mas os átomos dos metais, em especial os lantanídeos, tendem a se movimentar em hordas, e quando a terra fundida se mexia eles se agrupavam. Assim, bolsões de lantanídeos surgiram ao acaso perto – aliás, abaixo – da Suécia. E pelo fato de a Escandinávia estar próximo de uma fissura, a ação da placa tectônica no passado remoto sulcou as rochas ricas em lantanídeos do fundo da terra, um processo auxiliado pelos ventos hidrotermais adorados por Bunsen. Finalmente, durante a última Era Glacial, grandes geleiras da Escandinávia afloraram na superfície. Esse último evento geológico expôs rochas ricas em lantanídeos, que puderam ser minerados com facilidade em Ytterby.

Mas se Ytterby tinha as condições econômicas apropriadas para tornar a extração lucrativa e a geologia adequada para torná-la cientificamente importante, ainda faltava o clima social certo. No final do século XVII, a Escandinávia mal tinha superado sua mentalidade viking. Era uma época em que suas universidades ainda organizavam caças a bruxas (e aos bruxos, no caso de feiticeiros) numa escala que faria inveja a Salem. Mas nos anos 1700, depois de a Suécia ter conquistado politicamente as penínsulas e de o Iluminismo sueco ter conquistado o país em termos culturais, os escandinavos adotaram o racionalismo em massa. Grandes cientistas começaram a surgir, de forma até desproporcional para a pequena população da região. Entre eles estava o químico Johan Gadolin, nascido em 1760 em uma família de acadêmicos de espírito científico. (Seu pai tinha sido professor de física e teologia, enquanto o avô havia exercido os cargos ainda mais contraditórios de professor de física e bispo.)

Depois de viajar muito pela Europa na juventude – inclusive pela Inglaterra, onde ficou amigo e fez excursões em minas de barro do fabricante de porcelana Josiah Wedgwood –, Gadolin estabeleceu-se em Turku, no que hoje é a Finlândia, do outro lado do mar Báltico a partir de Estocolmo. Lá ele ganhou fama como geoquímico, e geólogos amadores começaram a enviar rochas incomuns de Ytterby para saber sua opinião. Aos poucos, por meio das publicações de Gadolin, o mundo científico começou a ouvir falar sobre aquela notável pequena mina.

Mesmo sem dispor dos ferramentais químicos (ou de uma teoria química) para distinguir todos os 14 lantanídeos, Gadolin fez progressos significativos ao isolar agrupamentos deles. Ele transformou a caçada aos elementos em um passatempo, até mesmo numa vocação, e já durante a velhice de Mendeleiev, quando químicos com melhores ferramentais reavaliaram o trabalho de Gadolin com as rochas de Ytterby, novos elementos começaram a se espalhar como dinheiro trocado. Gadolin havia iniciado uma tendência ao nomear um suposto elemento yttria, e, numa homenagem à origem comum de todos os elementos, os químicos começaram a imortalizar Ytterby na tabela periódica. Mais elementos (sete ao todo) têm suas origens ligadas a Ytterby do que a qualquer outra pessoa, lugar ou coisa. A mina foi inspiração para o itérbio, o ítrio, o térbio e o érbio. Para os outros três elementos ainda sem nome, antes de esgotarem-se as letras (“ríbio” não parecia muito legal), os químicos adotaram o hólmio, inspirado em Estocolmo; o túlio, a partir do nome mítico da Escandinávia; e, por insistência de Lecoq de Boisbaudran, gadolínio, em homenagem ao nome de Gadolin.

Ao todo, dos sete elementos descobertos em Ytterby, seis eram lantanídeos que faltavam na tabela de Mendeleiev. A história poderia ter sido muito diferente – Mendeleiev reelaborava sua tabela de forma incansável e poderia ter preenchido toda a área depois do cério sozinho – se o cientista tivesse feito uma viagem para o oeste, pelo golfo da Finlândia e pelo mar Báltico, até essas ilhas Galápagos da tabela periódica.

PARTE II

Fazendo átomos,

quebrando átomos

4. De onde vêm os átomos:

“Todos somos feitos do material das estrelas”

DE ONDE VÊM OS ELEMENTOS? A visão comum que dominou a ciência durante séculos era de que não vinham de parte alguma. Havia um bocado de pelejas metafísicas sobre quem (ou Quem) poderia ter criado o cosmos e por quê, mas o consenso era de que o tempo de vida de todos os elementos coincidia com a vida do universo. Eles não são criados nem destruídos: os elementos simplesmente são. Teorias posteriores, como a teoria do Big Bang, nos anos 1930, incorporaram essa visão em sua tessitura. Já que a cabeça de alfinete que existia lá atrás, há 14 bilhões de anos, continha toda a matéria do universo, tudo à nossa volta deveria ter sido ejetado daquela partícula. Não ainda na forma de tiaras de diamantes, latas de estanho e folhas de alumínio, mas era o mesmo material básico. (Um cientista calculou que o Big Bang levou dez minutos para criar toda a matéria conhecida, depois gracejou: “Os elementos foram cozidos em menos tempo que se leva para fazer um pato com batatas coradas.”) Mais uma vez, é o senso comum – uma tabela astro-histórica estável dos elementos.

Essa teoria começou a se desgastar ao longo das décadas seguintes. Em 1939, cientistas alemães e norte-americanos provaram que o Sol e outras estrelas se aqueciam fundindo hidrogênio para formar hélio, um processo que liberava uma quantidade de energia desproporcional ao minúsculo tamanho do átomo.[1] Alguns cientistas disseram: Tudo bem, a população de hidrogênio e hélio pode mudar, mas só um pouco, e não há prova de que as populações de outros elementos mudem também. Mas com o aperfeiçoamento dos telescópios surgiram outros quebra-cabeças. Em teoria, o Big Bang deveria ter ejetado os elementos de maneira uniforme em todas as direções. Porém os dados provavam que a maior parte das estrelas mais jovens contém apenas hidrogênio e hélio, enquanto estrelas mais velhas borbulham com dezenas de elementos. E ainda por cima, elementos muito instáveis, como o tecnécio, que não existe na Terra, existem em certas classes de “estrelas quimicamente peculiares”.[2] Alguma coisa deve estar forjando esses elementos para renová-los todos os dias.

Em meados dos anos 1950, um punhado de astrônomos perspicazes percebeu que as próprias estrelas são vulcões celestiais. Embora não estivessem sozinhos, Geoffrey Burbidge, Margaret Burbidge, William Fowler e Fred Hoyle fizeram o máximo para explicar a teoria da nucleossíntese estelar num famoso estudo de 1957 conhecido simplesmente, para os peritos, como B^2FH. De uma forma não muito comum em trabalhos acadêmicos, o B^2FH abre com duas portentosas e contraditórias citações de Shakespeare sobre se as estrelas governam ou não o destino da humanidade.[3] E segue argumentando que sim. Primeiro sugere que o universo já foi uma pasta fluida de hidrogênio com uma pitada de hélio e lítio. Com o tempo, o hidrogênio se encaroçou para formar estrelas, e a extrema pressão gravitacional dentro das estrelas começou a fundir o hidrogênio em hélio, um processo que alimenta todas as estrelas do céu. Porém, por mais importante que seja do ponto de vista cosmológico, o processo é cientificamente chato, pois só o que as estrelas fazem é produzir hélio durante bilhões de anos. Só quando o hidrogênio se esgota, sugere o B^2FH – e aqui está sua verdadeira contribuição –, as coisas começam a acontecer. Estrelas que ruminam hidrogênio durante éons se transformam de uma forma mais radical do que qualquer alquimista se atreveria a sonhar.

Desesperadas para manter suas altas temperaturas, as estrelas com falta de hidrogênio começam a queimar e a fundir hélio em seus núcleos. Às vezes átomos de hélio se juntam para formar elementos de números pares, e às vezes prótons e nêutrons se desgarram para formar elementos de números ímpares. Em pouco tempo, quantidades consideráveis de lítio, boro, berílio e em especial de carbono se acumulam no interior das estrelas (e só no interior – a camada mais externa continua formada principalmente por hidrogênio durante todo o ciclo de vida da estrela). Infelizmente, a queima do hélio produz menos energia que a queima do hidrogênio, por isso as estrelas esgotam seu hélio em alguns milhões de anos, no máximo. Algumas pequenas estrelas chegam a “morrer” nesse estágio, criando massas de carbono derretido conhecidas como anãs brancas. Estrelas mais pesadas (oito ou mais vezes maiores que o Sol) continuam lutando, comprimindo o carbono para formar mais seis elementos, até o magnésio, o que lhes dá mais algumas centenas de anos. Nesse ponto mais algumas estrelas perecem, mas as maiores e mais quentes (cujos interiores chegam a 5 bilhões de graus) queimam esses elementos também, por mais alguns milhões de anos. O B^2FH rastreia essas diversas reações de fusão e explica a receita para produzir tudo até o ferro: não é nada menos do que a evolução aplicada aos elementos. Em decorrência do B^2FH, hoje os astrônomos podem considerar, sem discriminação, todos os elementos entre o lítio e o ferro como “metais” estelares, e quando encontram ferro em uma estrela não precisam se preocupar em procurar nada menor – sempre que o ferro é identificado, é seguro supor que o resto da tabela periódica até esse ponto estará representado.

O senso comum sugere que os átomos de ferro logo se fundam nas estrelas maiores, e que os átomos resultantes também se fundam, formando assim todos os elementos até a base da tabela periódica. Porém, mais uma vez o senso comum não se aplica. Quando se faz as contas e se examina quanta energia é produzida pela fusão atômica, fica claro que fundir qualquer coisa até os 26 prótons do ferro custa energia. Isso quer dizer que a fusão pós-ferrosa[4] não faz nada bem a uma estrela faminta de energia. O ferro é o último repicar dos sinos na vida natural de uma estrela.

Então, de onde vêm os elementos mais pesados, de 27 até 92, do cobalto até o urânio? Ironicamente, diz o B^2FH, eles já emergem prontos de pequenos big bangs. Depois de queimar prodigamente até forjar elementos como o magnésio e o silício, estrelas realmente muito grandes (12 vezes o tamanho do Sol) se reduzem a um núcleo de ferro em cerca de um dia terrestre. Mas, antes de perecerem, soltam seu último suspiro apocalíptico. De repente, não tendo mais energia para, como um gás quente, manter seu volume total, essas estrelas exaustas implodem sob sua própria imensa gravidade, desabando milhares de quilômetros em segundos. Em seus núcleos, chegam a esmagar e a fundir prótons e elétrons em nêutrons, até restar quase nada além de nêutrons. Em seguida, numa reação a esse colapso, elas explodem. E quando digo explodem, estou dizendo explodem. Por um glorioso mês, uma supernova se estende milhões de quilômetros e brilha com mais intensidade que um bilhão de estrelas. E durante uma supernova, são tantos zilhões de partículas com tanto momento colidindo tantas vezes por segundo que elas ultrapassam suas barreiras naturais de energia e se fundem em ferro. Muitos núcleos de ferro acabam revestidos de nêutrons, alguns dos quais decaem em prótons, criando assim novos elementos. Todas as combinações naturais de elementos e isótopos são expelidas nessa nevasca de partículas.

Centenas de milhões de supernovas já passaram por esse ciclo de reencarnação e morte cataclísmica só na nossa galáxia. Uma dessas explosões precipitou o nosso sistema solar. Cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, uma supernova enviou seu estrondo sônico através de uma nuvem achatada de poeira espacial de aproximadamente 22 bilhões de quilômetros de largura, remanescente de pelo menos duas estrelas anteriores. As partículas de poeira misturaram-se com a espuma da supernova, e toda aquela agitação começou a redemoinhar em poças e marés, como a superfície de uma imensa piscina sendo bombardeada. O centro mais denso da nuvem entrou em ebulição para formar o Sol (tornando-o um remanescente canibalizado das estrelas anteriores), e corpos planetários começaram a se agregar e se solidificar. Os planetas mais impressionantes, os gigantes gasosos, se formaram quando um vento estelar – um jato de matéria ejetado pelo Sol – soprou elementos mais leves para mais longe. Entre esses gigantes, o mais gasoso é Júpiter, que por várias razões é uma ilha da fantasia para os elementos, pois lá eles podem viver em formas nunca imaginadas na Terra.

Há muito tempo, lendas sobre o brilhante Vênus, o anelado Saturno e Marte com seus marcianos têm açulado a imaginação humana. Os corpos celestes também forneceram forragem para dar nomes a muitos elementos. Urano foi descoberto em 1781, e entusiasmou tanto a comunidade científica que, apesar de conter basicamente zero grama do elemento, em 1789 um cientista batizou o urânio numa referência ao novo planeta. O netúnio e o plutônio também seguiram essa tradição. Porém, de todos os planetas, Júpiter teve a carreira mais espetacular nas décadas recentes. Em 1994, o cometa Shoemaker-Levy 9 colidiu com o planeta, a primeira colisão intergaláctica que os humanos já testemunharam. Não desapontou: 21 fragmentos do cometa acertaram o alvo, expelindo bolas de fogo a 3 mil quilômetros de altura. Esse drama excitou o público também, e logo cientistas da Nasa estavam se debatendo com dúvidas assustadoras durante sessões abertas de perguntas e respostas online. Um homem perguntou se o núcleo de Júpiter poderia ser um diamante maior que todo o nosso planeta. Alguém perguntou o que diabos a gigantesca mancha vermelha de Júpiter tinha a ver com “a física hiperdimensional de que [ele] tinha ouvido falar”, o tipo de física que possibilitaria viagens no tempo. Poucos anos depois do Shoemaker-Levy, quando a gravidade de Júpiter curvou a órbita do espetacular cometa Hale-Bopp em direção à Terra, 39 seguidores de uma seita de San Diego, calçados com tênis da Nike, se suicidaram porque acreditavam que Júpiter estava divinamente defletindo o corpo celeste, que escondia um óvni que os levaria a um plano espiritual mais elevado.

Ora, não dá nem para imaginar as coisas em que as pessoas conseguem acreditar. (Apesar de suas credenciais, Fred Hoyle, um dos coautores do B^2FH, não acreditava nem na evolução nem no Big Bang, um termo que ele cunhou durante um programa de rádio da BBC para ridicularizar a própria ideia.) Mas a pergunta sobre o diamante do parágrafo anterior ao menos tem fundamentos em fatos. Alguns cientistas já pensaram seriamente (ou tiveram esperanças secretas) que a imensa massa de Júpiter pudesse produzir um núcleo desse porte. Alguns ainda nutrem a esperança de que diamantes líquidos e sólidos do tamanho de um Cadillac sejam possíveis. E para quem está atrás de materiais realmente exóticos, os astrônomos acreditam que o errático campo magnético de Júpiter pode ser explicado apenas por oceanos de “hidrogênio metálico” negro e líquido. Os cientistas já viram hidrogênio metálico na Terra por nanossegundos, sob as mais extremas condições que conseguiram produzir. Mas muitos estão convencidos de que Júpiter dispõe de um reservatório de 30 mil quilômetros de espessura desse material.

E os elementos têm essa estranha vida em Júpiter (e, em menor grau, em Saturno, o segundo maior planeta) por causa de sua característica intermediária: ele está mais para uma estrela fracassada do que para um grande planeta. Se Júpiter tivesse sugado cerca de dez vezes mais detritos durante sua formação, poderia ter se tornado uma anã marrom, uma estrela com massa bruta suficiente para fundir alguns átomos e emanar uma luz amarronzada de poucos watts.[5] Nesse caso, nosso sistema solar conteria duas estrelas, seria um sistema binário. (Como veremos, isso não é tão maluco.) Em vez disso, Júpiter esfriou para aquém do limite necessário para a fusão, mas manteve calor, massa e pressão suficientes para comprimir seus átomos até um ponto em que eles deixaram de se comportar como os átomos que reconhecemos na Terra. Em Júpiter, esses átomos entram num limbo de possibilidades de reações químicas e nucleares que fazem com que diamantes do tamanho de planetas e um hidrogênio metálico oleoso pareçam plausíveis.

O clima na superfície de Júpiter também faz truques semelhantes com os elementos. Isso não deveria ser surpresa num planeta que pode manter seu gigantesco olho vermelho – um furacão três vezes maior que a Terra que ainda não se dissipou, mesmo depois de séculos de furiosas tempestades. A meteorologia dentro de Júpiter deve ser ainda mais espetacular. Como o vento estelar soprou para Júpiter os elementos mais leves e mais comuns, o planeta deveria ter a mesma composição básica das verdadeiras estrelas – 90% de hidrogênio, 10% de hélio e provavelmente traços de outros elementos, inclusive o neônio. Não por coincidência, existe uma abundância desses elementos nas camadas mais profundas. Parecia que algo havia bombeado o hélio e o neônio de um lugar para o outro, e os cientistas logo perceberam que um mapa climático poderia fornecer essa informação.

Numa estrela de verdade, todas as pequenas explosões nucleares no núcleo contrabalançam o constante puxão da gravidade. Como Júpiter não tem uma fornalha nuclear, pouca coisa consegue impedir que o hélio e o neônio das camadas gasosas mais externas sejam atraídos para o núcleo. A um quarto do caminho até Júpiter, esses gases se aproximam da camada de hidrogênio metálico líquido, e ali a intensa pressão atmosférica comprime os átomos de gás dissolvidos, transformando-os em líquido. Esse líquido logo se precipita.

Bem, todo mundo já viu hélio e neônio queimando com cores brilhantes em tubos de vidro – as chamadas lâmpadas de neônio ou neon. A fricção resultante da queda livre em Júpiter teria excitado gotas cadentes desses elementos da mesma forma, energizando-as como meteoros. Assim, se um número suficiente de gotas cair uma boa altura e em alta velocidade, talvez, apenas talvez, alguém flutuando perto da camada de hidrogênio metálico de Júpiter pudesse olhar para aquele céu bege e alaranjado e apreciar o show de luzes mais espetacular iluminando a noite joviana com trilhões de estrias carmesins brilhantes, o que os cientistas chamam de chuva de neônio.

A HISTÓRIA DOS PLANETAS ROCHOSOS do nosso sistema solar (Mercúrio, Vênus, Terra e Marte) é diferente, seus dramas são mais sutis. Quando o sistema solar começou a se aglutinar, os gigantes gasosos se formaram primeiro, em apenas um milhão de anos, enquanto os elementos mais pesados se congregaram num cinturão celestial localizado mais ou menos na órbita da Terra que ficou em paz por mais milhões de anos. Quando a Terra e seus vizinhos finalmente se encaroçaram em globos derretidos, esses elementos se misturaram de maneira mais ou menos uniforme. Citando William Blake, seria possível recolher um punhado de solo e ter todo o universo na palma da mão, a tabela periódica completa. Mas conforme os elementos se agitavam, os átomos começaram a ir atrás de seus gêmeos e de seus primos químicos, e esses milhões de idas e voltas formaram depósitos de bom tamanho de cada elemento. Mais denso, o ferro, por exemplo, afundou para o núcleo de cada planeta, onde se encontra até hoje. (Para não ser sobrepujado por Júpiter, o núcleo líquido de Mercúrio às vezes libera “flocos de neve” de ferro em forma de cubos microscópicos,[6] um formato diferente dos conhecidos hexágonos de neve do nosso planeta.) A Terra poderia ter acabado como nada mais que imensos campos gelados de urânio e alumínio e outros elementos, só que algo mais aconteceu: o planeta esfriou e se solidificou o suficiente para dificultar a agitação dos átomos. É por isso que temos hoje esses aglomerados de elementos separados que não permitem – com exceção de alguns casos notórios – que país algum consiga monopolizar seu suprimento.

Comparados com planetas ao redor de outras estrelas, os quatro planetas rochosos do nosso sistema solar têm diferentes concentrações de cada tipo de elemento. É provável que a maior parte dos sistemas solares tenha se formado a partir supernovas, e as proporções entre elementos de cada sistema dependem da energia da supernova inicial para fundir os elementos e do que mais estivesse presente (como poeira espacial) para se misturar com a matéria ejetada. Como resultado, cada sistema solar tem sua assinatura de elementos exclusiva. Você deve se lembrar de ter visto na escola aqueles números debaixo de cada elemento da tabela periódica. Eles indicam o peso atômico do elemento – o número de prótons mais o número de nêutrons. O carbono, por exemplo, pesa 12,011 unidades. Na verdade, isso é apenas uma média. A maior parte dos átomos de carbono pesa exatamente 12 unidades, e o 0,011 fica por conta do carbono disperso que pesa 13 ou 14 unidades. Numa outra galáxia, porém, o peso médio do carbono poderia ser um pouco mais alto ou mais baixo. Além disso, supernovas produzem muitos elementos radioativos que começam a decair logo depois da explosão. Por isso é altamente improvável que dois sistemas tenham a mesma proporção de elementos radioativos e não radioativos, a não ser que tenham nascido ao mesmo tempo.

Dada a variação entre diferentes sistemas solares, e pelo fato de suas formações terem acontecido há tanto tempo, uma pessoa razoável poderia perguntar como os cientistas conseguem ter alguma noção de como a Terra se formou. Basicamente, os cientistas analisaram a quantidade e a localização de elementos comuns e raros na crosta do planeta e deduziram como eles podem ter chegado onde estão. Por exemplo, os elementos comuns chumbo e urânio marcaram a data do nascimento do planeta através de uma série de experimentos insanamente meticulosos feitos por um aluno de pós-graduação em Chicago, nos anos 1950.

Os elementos mais pesados são radioativos, e quase todos – dos quais o mais notável é o urânio – se decompõem em chumbo estável. Como Clair Patterson entrou na profissão depois do Projeto Manhattan, ele sabia a taxa exata em que o urânio se decompõe. Sabia também que existem três tipos de chumbo na Terra. Cada tipo, ou isótopo, tem um peso atômico diferente – 204, 206 ou 207. Parte do chumbo originário desses três tipos existe desde o nascimento da nossa supernova, mas outra parte foi criada depois a partir do urânio. A pegadinha é que o urânio se decompõe em apenas dois desses tipos, 206 e 207. A quantidade de chumbo 204 é fixa, pois não é resultado da decomposição de nenhum elemento. A grande sacada foi perceber que, quando comparadas com as taxas fixas do isótopo 204, as proporções dos isótopos 206 e 207 vêm aumentando numa taxa previsível, pois o urânio continua produzindo os dois outros isótopos. Se conseguisse calcular o quanto essa taxa estava mais alta agora do que originalmente, Patterson poderia estender essa proporção de decaimento do urânio até o ano zero.

A pedra no sapato é que ninguém estava por aqui para registrar as proporções originais de chumbo, por isso Patterson não sabia em que ponto interromper seu recuo no tempo. Mas ele conseguiu contornar o problema. Nem toda a poeira cósmica ao redor da Terra se aglomerou em planetas, claro. Meteoros, asteroides e cometas também se formaram. Por terem se formado da mesma poeira e estarem flutuando no espaço criogênico desde então, esses objetos são pedaços preservados da Terra primordial. Ademais, como o ferro encontra-se no ápice da pirâmide de nucleossíntese estelar, o universo contém uma quantidade desproporcional desse elemento. Os meteoros são formados de ferro puro. A boa notícia é que o ferro e o urânio não se misturam quimicamente, mas o ferro e o chumbo sim, por isso os meteoros contêm chumbo nas mesmas proporções originais que a Terra, porque não havia urânio por perto para acrescentar novos átomos de chumbo. Empolgado, Patterson obteve pedaços de um meteoro do Canyon Diablo, no Arizona, e começou a trabalhar.

Mas foi descarrilado por um problema maior e mais difuso: a industrialização. Os humanos usam o chumbo, que é mole e moldável, desde a Antiguidade para projetos como encanamentos municipais. (O símbolo do chumbo na tabela periódica, Pb, descende da mesma palavra em latim que deu o inglês “plumber” [encanador].) E desde o advento da tinta de chumbo e da gasolina aditivada com chumbo, no final do século XIX e início do século XX, os níveis de chumbo no ambiente começaram a subir, como o dióxido de carbono nos dias de hoje. Essa difusão arruinou suas primeiras tentativas de analisar meteoros, e Patterson teve de elaborar medidas cada vez mais drásticas – como ferver os equipamentos em ácido sulfúrico concentrado – para manter o chumbo vaporizado pelos homens longe de suas imaculadas rochas espaciais. Como ele declarou depois em uma entrevista: “O chumbo do seu cabelo, quando você entra num laboratório superlimpo como o meu, contamina o laboratório inteiro.”

Todo esse escrúpulo logo se transformou numa obsessão. Ao ler as tiras de quadrinhos de domingo, Patterson começou a interpretar o Chiqueirinho, o empoeirado personagem da turma do Charlie Brown, como uma metáfora para a humanidade, na qual a perpétua nuvem ao redor dele era o nosso chumbo em suspensão. Mas a fixação de Patterson pelo chumbo levou a dois importantes resultados. Primeiro, quando conseguiu limpar o laboratório, ele chegou ao que até hoje é a melhor estimativa da idade da Terra: 4,55 bilhões de anos. Segundo, seu horror pela contaminação por chumbo o transformou em um ativista, e ele tornou-se a principal razão pela qual nossos filhos nunca mais vão comer lascas de pintura com chumbo e os postos de gasolina não precisam mais avisar que a gasolina nas bombas não contém chumbo. Graças à cruzada de Patterson, já virou senso comum que as tintas à base de chumbo devem ser banidas e que os carros não podem emitir chumbo para ser respirado e grudar no nosso cabelo.

PATTERSON PODE TER CRAVADO A ORIGEM DA TERRA, mas saber quando ela foi formada não é tudo. Vênus, Mercúrio e Marte se formaram simultaneamente, mas, exceto por detalhes superficiais, eles mal se parecem com a Terra. Para reunir os mais ínfimos detalhes de nossa história, os cientistas tiveram que explorar alguns corredores obscuros da tabela periódica.

Em 1977, uma equipe formada por pai e filho, um físico e um geólogo, Luis e Walter Alvarez, estava na Itália estudando depósitos de calcário da época do desaparecimento dos dinossauros. As camadas de calcário pareciam uniformes, mas havia uma camada fina e inexplicável de barro vermelho recobrindo os depósitos desde a data da extinção, há 65 milhões de anos. Era estranho também que aquele barro contivesse seiscentas vezes o nível normal do elemento irídio. O irídio é um siderófilo, um elemento que adora ferro,[7] e como resultado a maior parte do irídio está presa no núcleo de ferro derretido da Terra. A única fonte comum de irídio são os meteoros ricos em ferro, asteroides e cometas – o que fez os Alvarez pensarem.

Corpos celestes como a Lua mostram cicatrizes de antigos bombardeios, e não há razão para pensar que nosso planeta tenha escapado desses bombardeios. Se alguma coisa grande, do tamanho de uma metrópole, colidiu com a Terra 65 milhões de anos atrás, teria espalhado uma camada de poeira rica em irídio, como a que envolve o Chiqueirinho, por todo o planeta. Isso teria bloqueado o sol e sufocado a vida vegetal, o que parece uma boa explicação para o fato de que não apenas os dinossauros, mas 75% de todas as espécies e 99% de tudo que era vivo tenha morrido por volta daquela época. Foi trabalhoso convencer alguns cientistas, mas os Alvarez logo determinaram que a camada de irídio se estendeu por todo o planeta e eliminaram a possibilidade alternativa de que os depósitos de poeira tivessem se originado em alguma supernova mais próxima. Quando outros geólogos (trabalhando para companhias petrolíferas) descobriram uma cratera com mais de 150 quilômetros de largura e 20 quilômetros de profundidade e com 65 milhões de anos de idade na península de Yucatán, no México, a teoria do irídio e da extinção pelo asteroide parecia ter sido provada.

Mas permanece uma pequena dúvida, um empecilho na consciência científica das pessoas. Talvez o asteroide tenha escurecido o céu e provocado chuvas ácidas e tsunamis de mais de um quilômetro de altura, mas nesse caso a Terra teria se acalmado no máximo em algumas décadas. O problema é que, de acordo com registros fósseis, os dinossauros continuaram morrendo durante centenas de milhares de anos. Muitos geólogos acreditam atualmente que grandes vulcões, que por coincidência entraram em erupção na Índia antes e depois do impacto de Yucatán, ajudaram a extinguir os dinossauros. E, em 1984, alguns paleontólogos começaram a argumentar que a extinção dos dinossauros foi parte de um padrão mais abrangente: a cada 26 milhões de anos, ou algo assim, a Terra parece ter passado por extinções em massa. Terá sido apenas coincidência que um asteroide tenha caído justamente numa época em que os dinossauros já estavam condenados?

Os geólogos também começaram a desencavar novas camadas finas de barro rico em irídio – que pareciam coincidir com outras extinções em termos geológicos. Seguindo a pista dos Alvarez, algumas pessoas concluíram que asteroides e cometas haviam causado as principais extinções da história da Terra. Luis Alvarez, o pai da equipe formada por pai e filho, considerou a ideia duvidosa, em especial porque ninguém conseguia explicar a parte implausível mais importante e radical da teoria – a causa de tal coerência. Mas o que acabou por reverter a opinião de Alvarez foi outro elemento, sem nada de extraordinário, o rênio.

Como um colega de Alvarez, Richard Muller, recordou em seu livro Nemesis, um dia Alvarez irrompeu no escritório de Muller nos anos 1980 com um trabalho “absurdo” e especulativo sobre as extinções periódicas no qual ele deveria fazer uma revisão por pares. Alvarez já estava espumando de raiva, mas Muller resolveu provocá-lo assim mesmo. Os dois começaram a brigar feito marido e mulher, com lábios trêmulos e tudo. O cerne da questão, como resumiu Muller, era o seguinte: “Na vastidão do espaço, até mesmo a Terra é um alvo pequeno. Um asteroide passando perto do Sol tem uma probabilidade pouco maior que uma em um bilhão de colidir com o nosso planeta. Os impactos ocorridos deveriam ser espaçados aleatoriamente, não alinhados regularmente no tempo. O que poderia fazer com que isso acontecesse num período regular?”

Mesmo sem saber de nada, Muller defendia a possibilidade de que algo causasse esses bombardeios periódicos. Alvarez acabou se cansando de tantas conjecturas e desafiou Muller, exigindo que ele falasse que coisa era essa. No que depois descreveu como um momento de genialidade improvisada e alimentada a adrenalina, Muller soltou que, além do Sol, talvez houvesse uma outra estrela errante, ao redor da qual a Terra circulava tão lentamente que nós nem percebíamos – e… cuja gravidade puxava asteroides em direção à Terra quando ela se aproximava de nós. Segura essa!

Talvez Muller não estivesse falando sério quando se referiu à estrela errante, depois chamada de Nêmesis[8] (em homenagem à deusa grega da vingança divina). Mas a ideia deixou Alvarez boquiaberto, pois explicava um detalhe torturante sobre o rênio. Lembre-se de que todos os sistemas solares têm uma assinatura, uma proporção específica de isótopos. Vestígios de rênio têm sido encontrados misturados a camadas de barro de irídio, e baseado na proporção de dois tipos de rênio (um radioativo e o outro não) Alvarez sabia que qualquer asteroide apocalíptico teria de vir do nosso próprio sistema solar, uma vez que a proporção era a mesma da Terra. Se Nêmesis de fato passasse por perto a cada 26 milhões de anos lançando rochas espaciais em nosso planeta, essas rochas também teriam a mesma proporção de rênio. Mais ainda, Nêmesis poderia explicar por que os dinossauros demoraram tanto para morrer. A cratera no México pode ter sido apenas a maior explosão num bombardeio que demorou muitos milhares de anos enquanto Nêmesis estava por perto. Pode não ter sido apenas um ferimento enorme, mas sim milhares ou até milhões de ferroadas que terminaram a era dos famosos e terríveis lagartos.

Naquele dia no gabinete de Muller, o acesso de raiva de Alvarez – tal como fogo de palha – evaporou assim que ele percebeu que asteroides periódicos eram ao menos uma possibilidade. Satisfeito, ele deixou Muller em paz. Mas Muller não conseguiu esquecer aquela brilhante ideia casual, e quanto mais pensava a respeito, mais se convencia. Por que Nêmesis não poderia existir? Começou a falar com outros astrônomos e a publicar artigos sobre Nêmesis. Reuniu provas e pegou embalo para escrever seu livro. Durante alguns gloriosos anos, em meados dos anos 1980, parecia que, embora Júpiter não tivesse massa suficiente para se transformar numa estrela, talvez o Sol tivesse afinal uma companheira celestial.

Infelizmente, as provas não circunstanciais da existência de Nêmesis nunca foram muito fortes, pareciam até escassas. Se a teoria original de um impacto único já havia atraído o fogo cerrado dos críticos, a teoria de Nêmesis fez com que eles se alinhassem e disparassem rajadas como os “casacos vermelhos” da Guerra de Independência dos Estados Unidos. É pouco provável que, em milhares de anos de esquadrinhamento dos céus, os astrônomos tenham deixado de notar um corpo celeste, mesmo se Nêmesis estivesse em seu ponto mais distante. Em especial se considerarmos que a estrela mais próxima conhecida, Alfa Centauro, está a quatro anos-luz de distância, enquanto Nêmesis deveria estar a meio ano-luz de distância para infligir sua vingança. Alguns tipos insistentes ou românticos continuam escaneando nosso código postal cósmico em busca de Nêmesis, mas cada ano sem um avistamento torna esse astro mais improvável.

Mas não devemos jamais subestimar a capacidade especulativa das pessoas. Considerados três fatores – as extinções aparentemente regulares, o irídio, que implica impactos, e o rênio, que indica projéteis vindos de dentro do nosso sistema solar –, os cientistas acreditam que existe algo a ser investigado, mesmo que a explicação não seja Nêmesis. Por isso eles foram atrás de outros ciclos que pudessem estabelecer toda essa devastação, e logo encontraram um candidato no movimento do Sol.

Muita gente acha que a revolução de Copérnico pregou o Sol num ponto fixo no espaço-tempo, mas na verdade ele é arrastado pelas marés da nossa galáctica local espiralada e, nesse percurso, oscila para cima e para baixo, como um carrossel.[9] Alguns cientistas acreditam que esse movimento faz com que o Sol arraste grandes nuvens errantes de cometas e detritos espaciais existentes ao redor do sistema solar, a nuvem de Oort. Todos os objetos da nuvem de Oort se originaram no nascimento da nossa supernova, e sempre que o Sol atinge um pico ou desce para um vale, a cada vinte e tantos milhões de anos, pode atrair corpos pequenos e inamistosos e mandá-los gritando em direção à Terra. A maioria seria desviada pela gravidade do Sol (ou de Júpiter, que levou o balaço do Shoemaker-Levy por nós), mas alguns conseguiriam escapar e cair na Terra. Talvez nós devamos agradecer ao irídio e ao rênio por ter nos avisado que talvez seja melhor nos abaixarmos.

Em certo sentido, a tabela periódica é, na verdade, irrelevante para estudar a história astral dos elementos. Todas as estrelas consistem praticamente de nada mais que hidrogênio e hélio, assim como os planetas gigantes e gasosos. Embora seja importante do ponto de vista cosmológico, o ciclo de hidrogênio-hélio não chega a incendiar a imaginação. Mas precisamos da tabela periódica para extrair os detalhes mais interessantes da existência, coisas como explosões de supernovas e a vida do período carbonífero. Como escreve o filósofo e historiador Eric Scerri: “Todos os elementos que não o hidrogênio e o hélio compõem apenas 0,04% do universo. Visto por essa perspectiva, o sistema periódico parece ser bem insignificante. Mas permanece o fato de que vivemos na Terra … onde a relativa abundância desses elementos é bem diferente.”

É verdade, ainda que o falecido astrofísico Carl Sagan tenha enunciado de forma mais poética. Sem as fornalhas nucleares descritas no B^2FH para forjar elementos como o carbono, o oxigênio e o nitrogênio, e sem explosões de supernovas para semear locais hospitaleiros como a Terra, a vida poderia nunca ter surgido. Como disse Sagan de uma forma mais afetiva: “Todos somos feitos do material das estrelas.”

Infelizmente, uma triste verdade na história astral é que o “material das estrelas” de Sagan não agraciou todas as partes do nosso planeta da mesma forma. Apesar das supernovas explodindo elementos em todas as direções, e a despeito dos esforços da Terra para misturar e derreter elementos, algumas regiões acabaram com concentrações mais altas de minerais raros. Às vezes, como em Ytterby, na Suécia, isso inspira o gênio científico. Com mais frequência, isso inspira ambição e rapinagem – em especial quando esses elementos obscuros encontram uso no comércio, na guerra ou, pior de tudo, nas duas coisas ao mesmo tempo.

5. Elementos em tempos de Guerra

ASSIM COMO QUAISQUER outras características da sociedade moderna – democracia, filosofia, teatro –, podemos rastrear a guerra química até a Grécia antiga. Ao sitiar Atenas nos anos 400 a.C., a cidade-Estado de Esparta resolveu subjugar seu rival teimoso com a mais avançada tecnologia química da época – fumaça. Espartanos de lábios cerrados esgueiraram-se até Atenas com nocivos fardos de madeira, piche e enxofre fedido e acenderam aquilo. Depois escaparam das muralhas da cidade e ficaram esperando que os atenienses fugissem tossindo, deixando assim seus lares desguarnecidos. Embora fosse uma inovação tão brilhante quanto o cavalo de Troia, o plano fracassou. A fumaça se espalhou por Atenas, mas a cidade sobreviveu à bomba malcheirosa e acabou ganhando a guerra.[1]

Esse fiasco se mostrou profético. A guerra química avançou de maneira intermitente, se tanto, pelos 2.400 anos seguintes, e continuou bem menos comum que a tática de, digamos, despejar óleo quente sobre os atacantes. Até a Primeira Guerra Mundial, o gás tinha pouco valor estratégico. Não que os países não reconhecessem a ameaça. Todas as nações cientificamente avançadas do mundo, com exceção de uma, assinaram a Convenção de Haia de 1899 para banir armas químicas na guerra. Mas o único país recalcitrante, os Estados Unidos, tinha um argumento: banir gases que na época eram pouco mais potentes do que spray de pimenta parecia uma hipocrisia quando as nações se davam por felizes ao dilacerar jovens de dezoito anos com suas metralhadoras e ao afundar navios de guerra com torpedos, deixando marinheiros morrerem na escuridão do mar. Os países que ironizaram o cinismo dos Estados Unidos assinaram o pacto de Haia com espalhafato, e logo em seguida descumpriram a palavra.

No início, os trabalhos secretos com agentes químicos concentravam-se no bromo, um elemento que era uma granada energética. Assim como outros halógenos, o bromo tem sete elétrons em sua camada energética mais externa, mas anseia desesperadamente por ter oito. O bromo considera que os fins justificam os meios, por isso fragmenta os elementos mais fracos em células, como o carbono, para conseguir seu elétron. O bromo é particularmente irritante para os olhos e o nariz, e em 1910 os químicos militares tinham desenvolvido lacrimejantes à base de bromo tão fortes que podiam incapacitar até mesmo um adulto de tanto chorar.

Sem restrições para empregar lacrimejantes em seus próprios cidadãos (o pacto de Haia só se referia a atos de guerra), em 1912 o governo francês usou bromoacetato de etila em um grupo de ladrões de banco parisienses. As notícias desse evento logo se espalharam para os vizinhos da França, que se preocuparam, com toda a razão. Quando a guerra eclodiu, em 1914, a França de imediato lançou bombas de bromo sobre as tropas alemãs que avançavam. Mas até Esparta conseguiu fazer um trabalho melhor dois milênios antes. As bombas caíram numa planície açoitada pelo vento e o gás fez pouco efeito, dispersando-se antes que os alemães percebessem que estavam sendo “atacados”. No entanto, seria mais exato dizer que as bombas tiveram pouco efeito imediato, pois boatos histéricos acerca do gás invadiram os jornais dos dois lados do conflito. Os alemães colocaram fogo na discussão – culpando os agentes asfixiantes secretos franceses num infeliz caso de envenenamento por monóxido de carbono em seu acampamento, por exemplo – para justificar seu próprio programa de guerra química.

Graças a um homem, um químico calvo, de bigode e pincenê, as unidades alemãs de pesquisa de gases logo ultrapassaram o resto do mundo. Fritz Haber era dono de uma das grandes mentes da história para a química. Por volta de 1900, tornou-se um dos mais famosos cientistas do mundo ao descobrir como converter a substância química mais comum – o nitrogênio existente no ar – em um produto industrial. Embora possa sufocar pessoas desprevenidas, o gás de nitrogênio em geral é benigno. Aliás, é tão benigno que quase chega a ser inútil. A única coisa importante que o nitrogênio faz é restaurar o solo: é tão crucial para as plantas como a vitamina C para os humanos. (Quando plantas insetívoras pegam insetos, é do nitrogênio do bicho que elas estão atrás.) Mas, embora corresponda a 80% do ar – quatro de cada cinco moléculas que respiramos –, o nitrogênio funciona muito mal como estimulante do solo porque raramente reage com qualquer coisa, permanecendo “fixo” no solo. Essa combinação de abundância, inépcia e importância se provou um objetivo natural para químicos ambiciosos.

São muitos os passos do processo que Haber inventou para “capturar” nitrogênio, com muitas substâncias químicas aparecendo e desaparecendo. Resumindo, ele aqueceu o nitrogênio a centenas de graus, injetou gás hidrogênio, aumentou a pressão para centenas de vezes mais do que pressão normal do ar, adicionou uma parte importante de ósmio como catalisador e voilà: o ar comum se transmutou em amônia, NH_3, o precursor de todos os fertilizantes. Com fertilizantes industriais baratos à disposição, os fazendeiros já não estavam mais limitados às pilhas de compostos ou de esterco para nutrir o solo. Na época da eclosão da Primeira Guerra Mundial, Haber provavelmente já havia salvado milhões da inanição malthusiana, e até hoje devemos a ele a capacidade que temos de alimentar os 6,7 bilhões de habitantes do planeta.[2]

O que se perde nesse resumo é que Haber pouco ligava para fertilizantes, embora ele tenha dito o contrário algumas vezes. Na verdade ele estava em busca de amônia barata para ajudar os alemães a construírem explosivos de nitrogênio – o tipo de bomba feita a partir de fertilizantes usada por Timothy McVeigh para explodir parte do prédio do tribunal da cidade de Oklahoma, em 1995. É uma triste verdade que homens como Haber surgem com frequência ao longo da história – pequenos Faustos que distorcem as inovações científicas para produzir dispositivos mortais eficientes. A história de Haber é ainda mais sombria por ele ser tão habilidoso. Com o início da Primeira Guerra, os líderes militares alemães, na esperança de romper o impasse das trincheiras que arruinava a economia do país, recrutaram Haber para a divisão de guerra com gases. Apesar de estar prestes a fazer uma fortuna com contratos governamentais com suas patentes para a amônia, Haber não conseguia abandonar seus outros projetos de uma hora para outra. A divisão logo estava sendo chamada de “gabinete do Haber”, e os militares até o promoveram, um judeu de 46 anos convertido ao luteranismo (por ajudar em sua carreira), a capitão, o que o deixou tão orgulhoso quanto uma criança.

A família dele não se impressionou tanto. Sua postura de über alles esfriou suas relações pessoais, em especial com a única pessoa que poderia tê-lo redimido, Clara Immerwahr, sua mulher. Clara também transpirava genialidade, tendo sido a primeira mulher a ter um ph.D. pela prestigiosa universidade da cidade natal de Haber, Breslau (hoje Wrocław). Porém, ao contrário de Marie Curie, sua contemporânea, Immerwahr nunca trilhou seu próprio caminho, pois, em vez de ser casada com um homem de mente aberta, como Pierre Curie, era casada com Haber. Aparentemente, o casamento não foi uma má escolha para alguém com ambições científicas, mas, por mais que Haber fosse um químico brilhante, deixava a desejar como ser humano. Como afirma um historiador, Immerwahr “nunca tirou o avental”, e uma vez ela queixou-se para uma amiga sobre “a maneira como Fritz se põe à frente em casa e no casamento, de forma que uma personalidade menos implacável e assertiva que a dele era simplesmente destruída”. Ela apoiava Haber traduzindo manuscritos para o inglês e dando suporte técnico aos projetos com nitrogênio, mas se recusou a ajudar no trabalho com o gás de bromo.

Haber mal percebia. Dezenas de outros jovens químicos tinham se oferecido como voluntários desde que a Alemanha fora deixada para trás pelos franceses em termos de guerra química, e, no início de 1915, os alemães tinham de dar o troco para os gases lacrimejantes franceses. Porém, de uma maneira perversa, os alemães testaram suas bombas no exército britânico, que não estava armado com gases. Felizmente, assim como no primeiro ataque francês, o vento dispersou o gás e os alvos britânicos – completamente entediados numa trincheira próxima – nem perceberam que estavam sendo atacados.

Imperturbável, o exército alemão queria dedicar ainda mais recursos ao arsenal químico. Mas havia um problema – o irritante pacto de Haia, que os líderes políticos não queriam quebrar (outra vez) publicamente. A solução foi interpretar o pacto de forma extremamente meticulosa, porém fingida. Ao assinar o acordo, a Alemanha tinha concordado em “se abster do uso de projéteis cujo único objetivo seja a difusão de gases asfixiantes ou deletérios”. Então, de acordo com a sofisticada e legalista interpretação alemã, o pacto não tinha jurisdição sobre bombas que transportassem granadas e gás. Foi necessária uma engenharia astuciosa – o movimento do bromo líquido, que deveria se transformar em gás com o impacto da bomba, prejudicava a trajetória do projétil –, mas o complexo científico industrial-militar da Alemanha prevaleceu, e um projétil de 15 centímetros cheio de brometo de xileno, um lacrimogêneo cáustico, ficou pronto no final de 1915. Os alemães o chamaram de weisskreuz, ou “cruz branca”. Mais uma vez deixando os franceses em paz, a Alemanha mandou seu gás móvel para unidades do leste para bombardear o exército russo com 18 mil weisskreuze. Pode-se dizer que essa nova tentativa foi um desastre ainda maior que a primeira. A temperatura na Rússia estava tão baixa que o brometo de xileno congelou.

Ao inspecionar os maus resultados no campo de batalha, Haber abandonou o bromo e redirecionou seus esforços para um primo químico, o cloro, logo acima do bromo na tabela periódica e ainda mais prejudicial à respiração. O cloro é mais agressivo em seu ataque a outros elementos na busca de mais um elétron e, por ser menor – cada átomo pesa menos da metade de um átomo de bromo –, pode atacar as células do corpo com muito mais rapidez. Ele faz a pele das vítimas ficar amarela, verde e preta, e turva os olhos com cataratas. Na verdade as vítimas morrem afogadas com os fluidos acumulados nos pulmões. Se o gás bromo é uma falange de soldados de infantaria atacando as membranas mucosas, o cloro é uma blitzkrieg de tanques arremetendo contra as defesas do corpo para destroçar sínus e pulmões.

Por conta de Haber, a palhaçada da guerra de bromo deu lugar ao cruel capítulo do cloro que os livros de história relatam até hoje. Logo as tropas inimigas precisavam temer o grunkreuz, ou “cruz verde”; o blaukreuz, ou “cruz azul”; e o terrível agente vesicante gelbkreuz, ou “cruz amarela”, também conhecido como gás mostarda, todos os três à base de cloro. Não contente com suas contribuições científicas, Haber comandou com entusiasmo o primeiro ataque de gases bem-sucedido da história, que queimou e feriu 5 mil espantados franceses numa trincheira lamacenta perto de Ypres. Em seu tempo livre, Haber também cunhou uma grotesca lei biológica, a Regra de Haber, para quantificar a relação entre a concentração do gás, o tempo de exposição e a taxa de mortalidade – o que deve ter exigido uma deprimente quantidade de informação.

Horrorizada com os projetos de gás, Clara confrontou Fritz logo no início e pediu que parasse. Como sempre, Fritz nem a ouviu. Aliás, apesar de ter chorado, sem ironia, quando alguns colegas morreram em um acidente durante pesquisas em seu laboratório, quando voltou de Ypres Haber organizou um jantar festivo para comemorar sua nova arma. Pior ainda, Clara descobriu que ele só tinha voltado para casa por uma noite, uma parada no caminho antes de seguir para a frente oriental, onde dirigiria novos ataques. Marido e mulher tiveram uma discussão violenta, e, naquela mesma noite, Clara saiu para o jardim da família com a pistola militar de Fritz e deu um tiro no peito. Embora tenha ficado perturbado, Fritz não deixou que o fato o incomodasse. Sem esperar para organizar o funeral, ele partiu na manhã seguinte, como planejado.

Apesar de contar com a incomparável vantagem de Haber, no final a Alemanha perdeu “a guerra para acabar com todas as guerras” e foi universalmente denunciada como um país infame. A reação internacional a Haber foi mais complicada. Em 1919, antes que a poeira (ou o gás) da Primeira Guerra tivesse baixado, Haber ganhou o Prêmio Nobel vago de 1918 em química (os prêmios haviam sido suspensos durante a guerra) por seu processo de produção de amônia a partir do nitrogênio, ainda que seus fertilizantes não tivessem protegido milhares de alemães da fome durante a guerra. Um ano depois, foi acusado de crime internacional de guerra por ter conduzido a campanha que mutilou centenas de milhares de pessoas e aterrorizou milhões de outras. Um legado contraditório que quase anula a si mesmo.

As coisas ficaram piores. Humilhado com as enormes reparações que a Alemanha teve de pagar aos Aliados, Haber passou seis anos inúteis tentando extrair o ouro dissolvido nos oceanos para pagar as reparações pessoalmente. Outros projetos naufragaram de forma semelhante, e a única coisa pela qual Haber chamou atenção durante aqueles anos (além de ter tentado se vender como assessor de guerra com gases para a União Soviética) foi um inseticida. Haber já tinha inventado o Zyklon A antes da guerra, e uma empresa química alemã alterou sua fórmula depois da guerra para produzir uma eficiente segunda geração de gases. Algum tempo depois, um novo regime com memória curta tomou o poder na Alemanha e os nazistas logo exilaram Haber por suas origens judaicas. Ele morreu em 1934, enquanto viajava pela Inglaterra em busca de refúgio. Enquanto isso, o trabalho com o inseticida continuava, e alguns anos depois os nazistas estavam matando milhões de judeus, inclusive parentes de Haber, com aquela segunda geração de gás – o Zyklon B.

ALÉM DE HABER SER JUDEU, a Alemanha o excomungou porque ele estava ultrapassado. Paralelamente aos investimentos em guerra com gás, durante a Primeira Guerra os militares alemães começaram a explorar um bolsão diferente da tabela periódica e acabaram decidindo que ameaçar os combatentes inimigos com dois metais, o molibdênio e o tungstênio, fazia mais sentido do que escaldá-los com cloro ou bromo. Mais uma vez a guerra se voltava para a química simples e básica da tabela periódica. O tungstênio se tornaria “o” metal da Segunda Guerra Mundial, mas de alguma forma a história do molibdênio é mais interessante. Quase ninguém sabe, mas a batalha mais remota da Primeira Guerra Mundial não aconteceu na Sibéria nem contra Lawrence da Arábia nas areias do Saara, mas numa mina de molibdênio nas Montanhas Rochosas do Colorado.

Depois do gás, a arma alemã mais temida durante a guerra foram as Big Berthas, um conjunto de armas de cerco superpesadas que martelavam as psiques dos soldados tão brutalmente quanto a construção das trincheiras da França e da Bélgica. As primeiras Berthas, de 43 toneladas, tinham de ser transportadas em partes por tratores até uma rampa de lançamento e precisavam de duzentos homens trabalhando por seis horas para ser montadas. A compensação era a capacidade de lançar um projétil de quarenta centímetros e de mil quilos a quinze quilômetros de distância em questão de segundos. Mas as Berthas tinham um ponto fraco. A impulsão de um projétil de uma tonelada exigia barris inteiros de pólvora, o que produzia uma grande quantidade de calor, que por sua vez chamuscava e retorcia os tubos de aço de seis metros. Depois de poucos dias de uma artilharia infernal, mesmo se os alemães se limitassem a alguns disparos por hora, a arma ia para o beleléu.

Sempre atenta ao fornecimento de armamentos para a pátria amada, a famosa empresa de armas Krupp encontrou uma receita para reforçar o aço, temperando-o com molibdênio. O molibdênio conseguia suportar o excesso de calor porque derrete a 2.620°C, milhares de graus acima do ferro, o principal metal componente do aço. Os átomos de molibdênio são maiores do que os do aço, por isso levam mais tempo para se excitar, e têm 60% mais elétrons, logo absorvem mais calor e se mantêm mais unidos. Ademais, quando a temperatura se altera, os átomos dos sólidos se rearranjam de forma espontânea e, em geral, desastrosa (mais sobre isso no capítulo 16), o que costuma resultar em metais quebradiços que racham e falham. Quando se trata o aço com molibdênio, os átomos de ferro ficam mais unidos, o que evita que se agitem tanto. (Os alemães não foram os primeiros a entender isso. Um mestre fabricante de espadas no Japão do século XIV borrifava molibdênio no aço que usava para produzir as mais cobiçadas espadas de samurais da ilha, cujas lâminas nunca dentavam nem perdiam o fio. Mas quando esse Vulcano japonês morreu junto com seu segredo, a técnica ficou perdida por quinhentos anos – uma prova de que uma tecnologia superior nem sempre se difunde e às vezes se perde.)

De volta às trincheiras, logo os alemães estavam bombardeando os franceses e os britânicos com uma segunda geração de armas de aço molibdênio. Mas não demorou para que a Alemanha enfrentasse um novo revés – o país não tinha reservas de molibdênio e corria o perigo de ficar sem o produto. Na verdade, o único fornecedor conhecido de molibdênio era uma mina falida e quase abandonada na Montanha Bartlett, no Colorado.

Antes da Primeira Guerra Mundial, um habitante local havia reclamado a posse da mina depois de ter descoberto veios de um minério parecido com o chumbo ou o estanho. Esses metais teriam rendido ao menos alguns centavos por quilo, mas o inútil molibdênio que ele encontrou custava mais para ser extraído do que o retorno que gerava, por isso os direitos de mineração foram vendidos a Otis King, um banqueiro irascível de um 1,65 metro de altura do Nebraska. Muito empreendedor, King adotou uma nova técnica de extração que ninguém tinha se preocupado em inventar e logo liberou 2.600 quilos de molibdênio puro – o que mais ou menos o arruinou. Essas quase três toneladas excediam em 50% a demanda mundial por molibdênio, o que significava que King não tinha só inundado o mercado, mas o afogado. Depois de notar a novidade do empreendimento de King, o governo dos Estados Unidos mencionou o fato em um boletim mineralógico em 1915.

Poucos se deram conta desse boletim, com exceção de uma gigantesca companhia de mineração internacional com base em Frankfurt, na Alemanha, e com uma filial norte-americana em Nova York. De acordo com um relato contemporâneo, a Metallgesellschaft tinha fornalhas, minas, refinarias e outros “tentáculos” espalhados pelo mundo. Assim que os diretores da empresa, que tinham um relacionamento próximo com Fritz Haber, leram sobre o molibdênio de King, se mobilizaram e instruíram seu principal funcionário no Colorado, Max Schott, a tomar posse da Montanha Bartlett.

Schott – um homem descrito como alguém com “olhos tão penetrantes que quase chegavam a hipnotizar” – mandou supostos posseiros para ocupar o terreno e atormentar King nos tribunais, um grande dreno em meio às dificuldades pelas quais a mina já passava. Os posseiros mais beligerantes ameaçaram as mulheres e os filhos dos mineiros e destruíram seus acampamentos durante um inverno em que as temperaturas caíram para 30 graus abaixo de zero. King contratou um fora da lei manco chamado Two-Gun Adams como guarda-costas, mas ainda assim os agentes alemães chegaram até King, ameaçaram-no com facas e picaretas no desfiladeiro de uma montanha e o jogaram de um penhasco íngreme. King só não morreu por causa de um banco de neve. Como relatou em suas memórias a esposa de um dos mineiros, os alemães fizeram “de tudo, com exceção de um assassinato direto, para atrapalhar o trabalho da empresa”. Os bravos trabalhadores de King passaram a chamar o impronunciável metal pelo qual arriscavam a vida de “Molly be dammed”.[a]

King tinha uma vaga noção do que o molibdênio fazia na Alemanha, mas talvez fosse o único não alemão na Europa ou nos Estados Unidos a saber disso. Só quando os britânicos capturaram armas alemãs em 1916 e derreteram-nas numa engenharia reversa é que os Aliados descobriram o wundermetall, mas as trapaças nas Montanhas Rochosas continuaram. Os Estados Unidos só entraram na Primeira Guerra em 1917, por isso não tinham razão especial para monitorar a subsidiária da Metallgesellschaft em Nova York, ainda mais considerando seu nome patriótico, American Metal. A American Metal era a “empresa” que Max Schott representava, e quando o governo começou a fazer perguntas, em 1918, a empresa alegou ser a proprietária legítima da mina, uma vez que o arrasado Otis King a tinha vendido para Schott por meros 40 mil dólares. E a empresa também admitiu que, bem, por mera casualidade havia enviado todo aquele molibdênio para a Alemanha. Rapidamente, os federais congelaram todo o estoque da Metallgesellschaft nos Estados Unidos e assumiram o controle da Montanha Bartlett. Infelizmente, todos esses esforços chegaram tarde demais para desabilitar as Big Berthas da Alemanha. Em 1918, a Alemanha ainda usou canhões de aço molibdênio para bombardear Paris a uma incrível distância de 120 quilômetros.

A única justiça foi a empresa de Schott ter ido à falência depois do armistício, em março de 1919, quando os preços do molibdênio despencaram. King voltou à mineração e ficou milionário depois de persuadir Henry Ford a usar aço molibdênio nos motores de seus automóveis. Mas os dias do molibdênio na guerra estavam contados. Quando a Segunda Guerra Mundial eclodiu, o molibdênio já havia sido substituído na produção de aço pelo elemento logo abaixo na tabela periódica, o tungstênio.

Mas se o molibdênio é um dos elementos mais difíceis de se pronunciar da tabela periódica, o tungstênio tem um dos mais desconcertantes símbolos químicos, um grande e isolado W. A inicial vem de wolfram, o nome do metal em alemão, e esse wolf [lobo, em inglês] pressagiou bem o papel sombrio que o metal desempenharia na guerra. A Alemanha nazista ansiava por tungstênio para construir maquinário e mísseis que perfurassem blindagens, e o desejo por wolfram superava até mesmo o desejo por ouro rapinado, que os oficiais nazistas trocavam por tungstênio com prazer. E quem eram os parceiros de negócios dos nazistas? Não a Itália nem o Japão, os outros poderes do Eixo. Tampouco era um dos países que as tropas alemãs invadiram, como a Polônia ou a Bélgica. Era o supostamente neutro Portugal que alimentava o apetite lupino da kriegwerks alemã.

Portugal era um país difícil de decifrar na época. Emprestou aos Aliados uma base aérea vital nos Açores, um grupo de ilhas no Oceano Atlântico, e qualquer um que tenha assistido a Casablanca sabe que os refugiados queriam muito fugir para Lisboa, de onde poderiam voar em segurança para a Inglaterra ou para os Estados Unidos. Por outro lado, o ditador de Portugal, Antonio Salazar, tolerava simpatizantes do nazismo em seu governo e providenciava abrigo para espiões do Eixo. Também negociou milhares de toneladas de tungstênio com os dois lados do conflito durante a guerra. Provando seu valor como ex-professor de economia, Salazar alavancou o quase monopólio de seu país com o metal (90% do fornecimento à Europa) com lucros 1.000% maiores do que em tempos de paz. Isso poderia ser defensável se Portugal tivesse uma longa parceria comercial com a Alemanha e estivesse preocupado em não empobrecer durante a guerra. Mas Salazar só começou a vender tungstênio para a Alemanha em grandes quantidades em 1941, aparentemente porque a posição de neutralidade de seu país permitiria que ele extorquisse os dois lados da mesma forma.

O comércio de tungstênio funcionava da seguinte maneira. Quando a Alemanha aprendeu sua lição com o molibdênio e reconheceu a importância estratégica do tungstênio, tentou estocar o metal antes de começar a apagar suas fronteiras com a Polônia e com a França. O tungstênio é um dos metais mais duros conhecidos, e sua mistura com o ferro produzia brocas e lâminas serrilhadas excelentes. Mais ainda, até mesmo mísseis de modestas dimensões temperados com tungstênio – os chamados penetradores por energia cinética – podiam destruir tanques. A razão por que o tungstênio se provou superior a outros aditivos ao aço pode ser bem observada na tabela periódica. Situado abaixo do molibdênio, o tungstênio tem propriedades semelhantes. Porém, como possui mais elétrons ainda, só derrete ao atingir 3.400°C. Além disso, por ser um átomo mais pesado que o molibdênio, o tungstênio fornece âncoras ainda melhores para impedir o escoamento dos átomos de ferro. Lembre-se de que a agilidade do cloro funcionava bem em ataques com gases. Aqui, como metal, a solidez e a resistência do tungstênio se provaram muito atraentes.

Tão atraentes que o esbanjador regime nazista gastou toda a sua reserva de tungstênio em 1941, e foi então que o próprio Führer se envolveu na questão. Hitler ordenou a seus ministros que capturassem tanto tungstênio quanto os trens que atravessavam a França ocupada conseguissem transportar. Por incrível que pareça, em vez de fazer uso de um mercado negro para esse metal acinzentado, todo o processo era transparente, como observou um historiador. O tungstênio era embarcado de Portugal através da Espanha fascista, outro país “neutro”, e boa parte do ouro roubado dos judeus pelos nazistas – inclusive o ouro arrancado dos dentes de judeus mortos em câmaras de gás – era lavada em bancos em Lisboa e na Suíça, outro país que não se posicionou durante a guerra. (Cinquenta anos depois, um grande banco de Lisboa continuava afirmando que seus funcionários não tinham ideia de que as 44 toneladas de ouro que receberam eram sujas, apesar das suásticas carimbadas em muitas das barras.)

Nem mesmo a poderosa Inglaterra se preocupou com o tungstênio usado no ataque a seus homens. Em conversas privadas, o primeiro-ministro Winston Churchill se referia ao comércio português de tungstênio como um “leve delito”, e, a não ser que essa observação tenha sido mal interpretada, ele acrescentou ainda que Salazar estava “bem certo” em comerciar tungstênio com os inimigos declarados da Inglaterra. No entanto, mais uma vez, houve um dissidente. Todo esse capitalismo descarado, que beneficiava a Alemanha nacional-socialista, provocou ataques apopléticos no mercado livre dos Estados Unidos. Os funcionários do governo norte-americano simplesmente não conseguiam entender por que a Inglaterra não ordenava ou simplesmente se valia de sua força para obrigar Portugal a desistir dessa lucrativa neutralidade. Só depois de muitas pressões dos Estados Unidos Churchill concordou em começar a intimidar o homem forte Salazar.

Até então, Salazar (se deixarmos a moralidade de lado por um momento) havia jogado com o Eixo e com os Aliados de forma brilhante, com promessas vagas, pactos secretos e táticas de adiamento que mantiveram os trens de tungstênio em movimento. Aumentou o preço da única commodity de seu país de 1.100 dólares por tonelada, em 1940, para 20 mil dólares em 1941, acumulando 170 milhões de dólares em três anos de especulação frenética. Só depois de ter ficado sem desculpas Salazar instituiu um embargo total de tungstênio aos nazistas, no dia 7 de junho de 1944 – o dia seguinte ao Dia D, e àquela altura os comandantes aliados estavam preocupados demais com outros assuntos (e enojados) para puni-lo. Acredito que foi Rhett Butler quem disse, no filme E o vento levou, que fortunas só podem ser feitas durante a construção ou a destruição de um império, e Salazar por certo subscrevia essa teoria. Na chamada guerra do wolfram, o ditador português foi quem deu a última risada licantrópica.

O TUNGSTÊNIO E O MOLIBDÊNIO foram apenas a primeira indicação da verdadeira revolução dos metais que aconteceria mais tarde no século XX. Três de cada quatro elementos são metais, mas, além do ferro, do alumínio e de alguns outros, até a Segunda Guerra Mundial a maior parte deles não fazia nada a não ser tapar buracos na tabela periódica. (Aliás, este livro não poderia ter sido escrito há quarenta anos – não haveria muito a dizer.) Mas a partir dos anos 1950 todos os metais encontraram seus nichos. O gadolínio é perfeito para imagens de ressonância magnética. O neodímio é responsável por emissores de laser de poder sem precedentes. O escândio, usado agora como um aditivo semelhante ao tungstênio em tacos de beisebol de alumínio e em armações de bicicletas, ajudou a União Soviética a construir helicópteros leves nos anos 1980 e talvez tenha até revestido cabeças de mísseis soviéticos ICBM armazenados no subsolo do Ártico, para ajudar as ogivas a atravessar o gelo.

Infelizmente, com todos os avanços tecnológicos obtidos durante a revolução dos metais, alguns elementos continuam a auxiliar as guerras – e não no passado remoto, mas na última década. De uma forma bem adequada, dois desses elementos foram batizados em homenagem a dois personagens da mitologia grega conhecidos pelo sofrimento. Nióbia ganhou a ira dos deuses por se vangloriar da beleza de suas sete filhas encantadoras e de seus sete lindos filhos – e os filhos do Olimpo, que se ofendiam com facilidade, logo a mataram por sua impertinência. Tântalo, o pai de Nióbia, matou o próprio filho e o serviu em um banquete real. Como castigo, teve de permanecer por toda a eternidade mergulhado até o pescoço num rio com um galho carregado de maçãs acima do nariz. Sempre que tentava comer ou beber, os frutos saíam de seu alcance ou a água recuava. Mas, se a frustração e a morte foram os castigos de Tântalo e de Nióbia, foi a abundância dos elementos que levaram seus nomes que dizimou a África central.

É bem provável que você tenha tântalo ou nióbio no bolso neste momento. Assim como seus vizinhos na tabela periódica, esses dois elementos são metais densos, resistentes ao calor e não corrosivos que seguram bem uma carga elétrica – qualidades que o tornam vitais para telefones celulares compactos. Em meados dos anos 1990, os projetistas de telefones celulares começaram a demandar os dois metais, principalmente o tântalo, de seu maior fornecedor mundial, a República Democrática do Congo, na época chamada Zaire. O Congo fica perto de Ruanda, na África central, e quase todos nos lembramos dos massacres de Ruanda nos anos 1990. Mas talvez poucos de nós se lembrem de um certo dia em 1996 quando o governo deposto de Ruanda, de etnia hútu, fugiu para o Congo em busca de refúgio. Na ocasião, pareceu apenas que o conflito com Ruanda tinha se estendido alguns quilômetros para o oeste, mas, analisando em retrospecto, era um incêndio na floresta que despertaria uma década de ódios raciais acumulados. No final, nove países e duzentas tribos de diferentes etnias, cada uma com suas alianças tradicionais e picuinhas não resolvidas, estavam em guerra nas densas florestas.

Ainda assim, se envolvesse apenas exércitos tradicionais, o conflito do Congo teria se encerrado gradualmente. Porém, maior que o Alasca e tão denso quanto o Brasil, o Congo é ainda menos acessível por estradas do que esses dois países, o que significa que não se trata de um local ideal para uma guerra prolongada. Além disso, os pobres aldeões não poderiam se dar ao luxo de partir para uma luta a não ser que houvesse dinheiro envolvido. Entram em cena o tântalo, o nióbio e a tecnologia dos celulares. Veja bem, não estou pretendendo culpar ninguém diretamente. Claro que não foram os telefones celulares que provocaram a guerra – foram os ódios e os ressentimentos. Mas também fica claro que a infusão de dinheiro perpetuou o conflito. O Congo tem 60% do suprimento mundial dos dois metais, que se misturam no solo na forma de um mineral chamado coltan, ou columbita-tantalita. Quando a produção de celulares deslanchou – as vendas subiram de praticamente zero em 1991 para um bilhão em 2001 –, a fome do Ocidente se mostrou tão forte quanto a de Tântalo, o que aumentou dez vezes o preço do coltan. As pessoas que compravam minério para os fabricantes de celulares não perguntavam e nem queriam saber de onde vinha o coltan, e os mineiros congoleses não faziam ideia do uso que se fazia do mineral, sabiam apenas que os brancos pagavam pelo produto e que os lucros poderiam ser usados para apoiar as milícias de sua preferência.

Ironicamente, o tântalo e o nióbio se mostraram mais nocivos por conta de o coltan ser tão democrático. Diferentemente dos dias em que belgas inescrupulosos exploravam as minas de ouro e diamantes no Congo, nenhum conglomerado controlava o coltan, nem eram necessários caminhões de carga ou escavadeiras para extrair o minério. Qualquer um com uma pá e uma boa espinha dorsal podia retirar o material de leitos de riachos (ele parece uma lama espessa). Em poucas horas, um fazendeiro podia ganhar vinte vezes mais do que seu vizinho recebia durante o ano todo, e, à medida que o lucro aumentava, mais homens abandonavam suas fazendas em troca da prospecção. Isso perturbou o já instável suprimento de alimentos no Congo, e as pessoas começaram a caçar gorilas para comer como se fossem abundantes, o que os levou praticamente à extinção. Mas as mortes dos gorilas não foram nada em comparação às atrocidades cometidas contra seres humanos. Não é uma boa coisa quando o dinheiro invade um país sem governo. Impôs-se uma forma brutal de capitalismo em que todas as coisas, inclusive vidas humanas, estavam à venda. Surgiram grandes “acampamentos” cercados, com prostitutas escravizadas, e foram estabelecidas inúmeras recompensas por sangrentas matanças. Circularam histórias horrendas sobre vitoriosos orgulhosos que profanavam os corpos de suas vítimas enrolando-se em suas entranhas e dançando em comemoração.

O Congo foi consumido por conflitos entre 1998 e 2001, quando os fabricantes de telefones celulares perceberam que estavam financiando uma anarquia. Diga-se a seu favor que eles começaram a comprar tântalo e nióbio da Austrália, mesmo pagando mais caro, e o Congo acalmou um pouco. Mesmo assim, apesar de uma trégua oficial ter acabado a guerra em 2003, as coisas nunca se acalmaram de todo no hemisfério oriental do país, perto de Ruanda. Mais recentemente, outro elemento, o estanho, começou a financiar a luta. Em 2006, a União Europeia baniu a solda de chumbo em produtos de consumo, e a maioria dos fabricantes o substituiu por estanho – um metal que, por acaso, o Congo também tem em grandes quantidades. Certa vez Joseph Conrad definiu o Congo como “o palco do mais vil conflito por pilhagem que já desfigurou a história da consciência humana”, e há poucas razões para revisar essa afirmação nos dias de hoje.

Num cálculo geral, mais de 5 milhões de pessoas morreram no Congo desde meados dos anos 1990, o que representa a maior perda de vidas humanas desde a Segunda Guerra Mundial. Essa luta é prova de que, apesar de ter inspirado momentos edificantes, a tabela periódica pode também estimular os piores e mais desumanos instintos da humanidade.

[a] Trocadilho com a fonética de molibdênio, que pode ser traduzido como: “Molly, maldito seja”. (N.T.)

6. Completando a tabela… com um estrondo

UMA SUPERNOVA SEMEOU o nosso sistema solar com todos os elementos naturais, e a agitação de jovens planetas incandescentes garantiu que esses elementos fossem bem misturados ao solo rochoso. Mas só esses processos não podem nos dizer tudo sobre a distribuição dos elementos na Terra. Desde a supernova, famílias inteiras de elementos foram extintas porque seus núcleos, seus cernes, eram frágeis demais para sobreviver na natureza. Essa instabilidade surpreendeu os cientistas e deixou inúmeras lacunas na tabela periódica – lacunas que, ao contrário do que aconteceu na época de Mendeleiev, os cientistas só conseguiram preencher na tabela depois do desenvolvimento de novos campos que os levaram a criar elementos por conta própria, e só depois de entender que a fragilidade de alguns elementos esconde um perigo brilhante e ostensivo. A formação e o rompimento de átomos se provaram mais intimamente ligados do que qualquer um ousaria esperar.

As raízes dessa história retrocedem até a Universidade de Manchester, na Inglaterra, pouco antes da Primeira Guerra Mundial. Manchester contava com um grupo de cientistas brilhantes, que incluía o diretor de laboratório Ernest Rutherford, e talvez seu mais promissor aluno fosse Henry Moseley. Filho de um naturalista admirado por Charles Darwin, Moseley preferiu as ciências físicas. Costumava permanecer em seu laboratório como se estivesse numa vigília em um leito de morte, trabalhando por períodos de 15 horas consecutivas, como se nunca tivesse tempo suficiente para terminar tudo o que queria fazer, e sobrevivendo apenas de queijo e salada de frutas. Assim como muitas outras pessoas bem-dotadas, Moseley era um osso duro de roer, rígido e irascível, expressando abertamente seu desagrado com a “sujeira malcheirosa” que eram os estrangeiros em Manchester.

Mas o jovem Moseley podia ser perdoado por conta de seu talento. Embora Rutherford considerasse aquele trabalho uma perda de tempo, Moseley entusiasmou-se com o estudo dos elementos feito por bombardeios de feixes de elétrons. Em 1913, obteve a adesão do neto de Darwin, um físico, como parceiro e começou a sondar sistematicamente todos os elementos descobertos até o ouro. Como sabemos hoje, quando um feixe de elétrons colide com um átomo, o feixe expele elétrons desse átomo, deixando um buraco. Os elétrons são atraídos pelo núcleo do átomo porque elétrons e prótons têm cargas opostas, e por isso arrancar elétrons de um núcleo é uma façanha violenta. E como a natureza abomina o vácuo, outros elétrons correm para preencher o buraco formado, e as colisões desse processo fazem com que raios X de alta energia sejam liberados. Foi empolgante quando Moseley descobriu uma relação matemática entre o comprimento de onda dos raios X, o número de prótons que um elemento tem em seu núcleo e o número atômico do elemento (sua posição na tabela periódica).

Desde sua publicação em 1869, a famosa tabela de Mendeleiev já havia passado por várias mudanças. Mendeleiev tinha organizado sua tabela de lado, até alguém mostrar que uma rotação de 90 graus fazia mais sentido. Os químicos continuaram a alterar a tabela, acrescentando colunas e reorganizando os elementos durante os quarenta anos seguintes. Mas algumas anomalias começaram a minar a confiança das pessoas no quanto elas realmente entendiam a tabela. A maior parte dos elementos se alinha na tabela numa ordem de peso crescente. Segundo esse critério, o níquel deveria preceder o cobalto. Mas, para os elementos se encaixarem de forma apropriada – de forma que o cobalto ficasse acima dos elementos afins com o cobalto e o níquel acima dos elementos afins com o níquel –, os químicos tiveram de trocar os dois de lugar. Ninguém sabia por que isso era necessário, e esse era apenas um entre vários casos irritantes. Para contornar o problema, os cientistas inventaram o número atômico como uma espécie de assento numerado, o que só demonstrava que ninguém sabia o que o número atômico na verdade significava.

Com apenas 25 anos de idade, Moseley resolveu esse enigma transpondo a questão da química para a física. É importante levar em conta que poucos cientistas na época acreditavam na existência do núcleo atômico. Apenas dois anos antes, Rutherford havia lançado a ideia de um núcleo compacto e altamente positivo, mas até 1913 isso ainda não tinha sido provado, por ser especulativo demais para os cientistas aceitarem. O trabalho de Moseley forneceu a primeira confirmação. Como se recorda Niels Bohr, outro protegido de Rutherford: “Não conseguimos compreender isso hoje, mas [o trabalho de Rutherford] não foi levado a sério … A grande mudança veio de Moseley.” Isso porque Moseley vinculou o lugar de um elemento na tabela a uma característica física, equacionando a carga nuclear positiva com o número atômico. E fez isso com um experimento que qualquer um poderia repetir. Isso provou que a ordem dos elementos não era arbitrária, mas sim resultado de uma compreensão adequada da anatomia atômica. De repente, casos distorcidos como os do cobalto e do níquel passaram a fazer sentido, já que o níquel, mais leve, tinha mais prótons, e por isso uma carga positiva mais alta, e portanto tinha de vir depois do cobalto. Se Mendeleiev e outros descobriram o Cubo Mágico dos elementos, Moseley resolveu o quebra-cabeça, e depois dele não houve mais necessidade de explicações rebuscadas.

Além disso, assim como o espectroscópio, o canhão de elétrons de Moseley contribuiu para ajustar a tabela periódica ao esclarecer um conjunto confuso de espécies radioativas e descartar alegações espúrias sobre a existência de novos elementos. Moseley apontou também quatro lacunas remanescentes na tabela – os elementos 43, 61, 72 e 75. (Em 1913, era caro demais obter amostras adequadas de elementos mais pesados que o ouro para experiências. Se tivesse acesso, Moseley teria encontrado lacunas nos elementos 85, 87 e 98 também.)

Infelizmente, naquela época, os químicos e os físicos desconfiavam uns dos outros, e alguns químicos renomados duvidavam que Moseley houvesse descoberto algo tão importante quanto alegava. Na França, Georges Urbain desafiou Moseley ao levar até ele uma mistura de metais terras-raras ambíguos, semelhantes aos encontrados na mina de Ytterby. Urbain já vinha trabalhando com metais terras-raras havia vinte anos. Como ele precisara de meses em tediosos procedimentos para identificar os quatro elementos de sua amostra, esperava que aquilo pudesse atrapalhar Moseley, ou quem sabe até constrangê-lo. Depois do encontro inicial entre os dois, Moseley voltou a falar com Urbain depois de uma hora, com uma lista completa e correta.[1] Os metais terras-raras, que tanto haviam frustrado Mendeleiev, agora eram algo simples de ser analisado.

Mas a análise deles foi feita por outros que não Moseley. Embora tenha sido um dos pioneiros da ciência nuclear, assim como no caso de Prometeu os deuses castigaram aquele jovem cujo trabalho iluminou a escuridão para as gerações posteriores. Quando a Primeira Guerra Mundial começou, Moseley se alistou no exército do rei (contra a vontade do exército) e esteve em ação na malfadada campanha de Galípoli, em 1915. Um dia o exército turco rompeu as linhas britânicas com suas falanges de oito fileiras de homens e a batalha se transformou numa briga de rua travada com facas, pedras e dentes. Em algum lugar nessa escaramuça selvagem, Moseley tombou, aos 27 anos de idade. A futilidade dessa guerra é mais bem conhecida pelos relatos de poetas ingleses que também morreram no campo de batalha. Mas um de seus colegas desabafou dizendo que perder Henry Moseley por si só já era uma garantia de que aquela guerra para acabar com todas as guerras se transformara em “um dos mais hediondos e mais irreparáveis crimes na história”.[2]

O melhor tributo que os cientistas poderiam prestar a Moseley era sair à caça de todos os elementos que faltavam e que ele havia indicado. Na verdade, Moseley inspirou tanto os caçadores de elementos – que de repente tinham uma boa ideia do que precisavam procurar – que safáris em busca de elementos se tornaram quase populares demais. Logo surgiram disputas sobre quem havia descoberto o háfnio, o protactínio e o tecnécio. No final dos anos 1930, outros grupos de pesquisa preencheram as lacunas dos elementos 85 e 87, criando esses elementos em laboratório. Em 1940, somente um elemento natural, um grande prêmio, continuava não descoberto – o elemento 61.

Estranhamente, porém, só algumas poucas equipes de pesquisa ao redor do mundo estavam preocupadas em procurar por ele. Uma dessas equipes, liderada por um físico italiano chamado Emilio Segrè, tentou criar uma amostra artificial e provavelmente conseguiu, em 1942, mas, depois de algumas tentativas, desistiu de isolá-lo. Só sete anos depois, três cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee, convocaram uma reunião científica na Filadélfia para anunciar que tinham descoberto o elemento depois de analisarem uma amostra de minério de urânio. Após centenas de anos de química, a última lacuna da tabela periódica havia sido preenchida.

Mas o anúncio não provocou muito entusiasmo. O trio comunicou a descoberta do elemento 61 dois anos antes e segurou os resultados porque estavam muito ocupados com a pesquisa sobre o urânio – seu verdadeiro trabalho. A imprensa deu à descoberta uma cobertura morna. No New York Times, o elo perdido dividiu a manchete com uma duvidosa técnica de mineração que prometia cem anos ininterruptos de petróleo. A revista Time enterrou a notícia em seu resumão sobre conferências e desdenhou o elemento como algo que “não servia para muita coisa”.[3] Pouco depois os cientistas afirmaram que pretendiam chamar o novo elemento de promécio. Os elementos descobertos antes no mesmo século foram batizados com nomes pretensiosos ou ao menos explanatórios, mas promécio – em homenagem ao titã Prometeu, da mitologia grega, que roubou o fogo para dá-lo de presente à humanidade e acabou sendo torturado por um abutre que jantava seu fígado – evocava algo rígido e sombrio, quase como uma culpa.

Então, o que teria acontecido entre a época de Moseley e a descoberta do elemento 61? O que pode ter transformado um trabalho tão importante como a caçada por elementos – que levou um colega cientista a definir a morte de Moseley como um crime irreparável – em algo que só mereceu algumas linhas na imprensa? Sim, o promécio era realmente inútil, mas os cientistas costumam aclamar descobertas não práticas, e a conclusão da tabela periódica era um feito épico, o ápice de milhões de homens-horas de trabalho. Nem se pode dizer que as pessoas já estavam cansadas de procurar por novos elementos – essa busca provocou atritos entre cientistas norte-americanos e soviéticos durante boa parte da Guerra Fria. O que aconteceu foi que a natureza e a enormidade da ciência nuclear haviam mudado. As pessoas haviam visto muita coisa, e um elemento mediano como o promécio não causava mais a empolgação que elementos pesados como o plutônio e o urânio haviam provocado, sem falar de seu famoso filhote, a bomba atômica.

CERTA MANHÃ DE 1939, um jovem físico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, acomodou-se numa cadeira de barbeiro no grêmio estudantil para cortar o cabelo. Ninguém conhece o assunto da conversa naquele dia – talvez fosse Hitler, aquele filho da mãe, ou se os Yankees seriam campeões pela quarta vez consecutiva. De qualquer forma, Luis Alvarez (que ainda não era famoso por sua teoria sobre a extinção dos dinossauros) estava batendo papo e folheando o San Francisco Chronicle quando topou com uma notícia enviada por cabograma sobre experimentos realizados por Otto Hahn na Alemanha, envolvendo a fissão nuclear – a divisão do átomo de urânio. Alvarez interrompeu a “tesourada” do barbeiro, como contou um amigo, arrancou o avental e saiu correndo para o laboratório, onde pegou um contador Geiger e foi direto até uma porção de urânio irradiado. Com o corte de cabelo ainda pela metade, ele reuniu todos os que ouviram seus gritos para ver o que Hahn havia descoberto.

Além de seu aspecto divertido, a agitação de Alvarez simboliza o estado da ciência nuclear naquela época. Os cientistas vinham fazendo progressos ininterruptos, ainda que lentos, na compreensão de como os núcleos dos átomos funcionavam, juntando pequenos fragmentos de conhecimento aqui e ali – e, de repente, com uma descoberta, eles se viram em transe.

Moseley havia conferido um status legítimo à ciência atômica e nuclear, e muitos talentos procuraram essas áreas de estudos nos anos 1920. Mas os progressos se revelaram mais difíceis do que eles esperavam. Parte da confusão era culpa do próprio Moseley, indiretamente. Seu trabalho tinha provado que isótopos como o chumbo-204 e o chumbo-206 têm a mesma carga nuclear positiva e, ainda assim, pesos atômicos diferentes. Em um mundo que só conhecia prótons e elétrons, isso deixou os cientistas se debatendo com ideias desencontradas nas quais os prótons positivos do núcleo engoliam os elétrons negativos como num jogo de Pac-Man.[4] Ademais, para compreender como as partículas subatômicas se comportavam, os cientistas precisavam elaborar todo um novo instrumental matemático, a mecânica quântica, e demorou anos para entenderem como aplicar esses novos conhecimentos a um simples e isolado átomo de hidrogênio.

Enquanto isso, os cientistas também estavam se aprofundando em um campo relacionado, o da radioatividade, o estudo de como os núcleos se fragmentam. Qualquer bom e velho átomo pode liberar ou roubar elétrons, porém grandes nomes como Marie Curie e Ernest Rutherford perceberam que alguns elementos raros podiam também alterar seus núcleos lançando projéteis atômicos. Rutherford, em especial, ajudou a classificar todos os projéteis em apenas alguns tipos comuns, que ele batizou usando o alfabeto grego e chamando-os de decaimento alfa, beta e gama. O decaimento gama é o mais simples e o mais mortal – ocorre quando o núcleo emite raios X concentrados e, atualmente, é a causa dos pesadelos nucleares. Os outros tipos de radioatividade envolvem a conversão de um elemento em outro, um torturante processo nos anos 1920. Mas cada elemento se torna radioativo de uma forma característica, e os aspectos ocultos dos decaimentos alfa e beta desconcertavam os cientistas, que se sentiam cada vez mais frustrados com a natureza dos isótopos. O modelo Pac-Man estava fracassando, e uns poucos cientistas mais ousados sugeriram que a única maneira de lidar com aquela proliferação de novos isótopos era descartar a tabela periódica.

O grande tapa na testa coletivo – o momento do “É claro!” – aconteceu em 1932, quando James Chadwick, outro aluno de Rutherford, descobriu o nêutron, que é neutro e adiciona peso sem carga. Quando essa descoberta foi somada às sacações de Moseley sobre o número atômico, os átomos (pelo menos os átomos isolados) de repente fizeram sentido. O nêutron explicava por que o chumbo-204 e o chumbo-206 continuavam sendo chumbo – podiam ter a mesma carga nuclear positiva e estar no mesmo espaço da tabela periódica – mesmo tendo pesos atômicos diferentes. De repente a natureza da radioatividade também fez sentido. O decaimento beta foi entendido como a conversão de nêutrons em prótons, ou viceversa – é por causa da mudança do número de prótons que o decaimento beta converte um átomo em um elemento diferente. O decaimento alfa também converte elementos e é a mudança mais drástica no nível nuclear – quando dois nêutrons e dois prótons são expelidos.

Durante os anos seguintes, o nêutron foi se tornando cada vez mais uma ferramenta teórica. Uma das razões era a possibilidade fantástica de sondar o interior do átomo, pois um nêutron podia ser disparado num conjunto de átomos sem ser eletricamente repelido, o que não acontecia com os projéteis com carga. Os nêutrons também ajudaram os cientistas a induzir um novo tipo de radioatividade. Os elementos, especialmente os mais leves, tentam manter uma proporção aproximada de um para um entre nêutrons e prótons. Um átomo com nêutrons demais logo se divide, liberando energia e os nêutrons excedentes no processo. Se os átomos ao redor absorverem esses nêutrons, eles se tornam instáveis e cospem mais nêutrons, uma cascata conhecida como reação em cadeia. Por volta de 1933, um físico chamado Leo Szilard sonhou com a ideia de uma reação em cadeia numa certa manhã enquanto estava diante de um sinal de trânsito em Londres. Ele patenteou seu invento em 1934 e já em 1936 tentou (porém fracassou) produzir uma reação em cadeia com alguns elementos leves.

Mas vamos atentar para as datas. No momento em que a compreensão básica dos elétrons, prótons e nêutrons se encaixava, a velha ordem política mundial estava desmoronando. No instante em que Alvarez leu sobre a fissão de urânio na cadeira do barbeiro, a Europa estava condenada.

O antigo mundo bem-educado da caça aos elementos também estava morrendo. Com o novo modelo de estrutura do átomo, os cientistas começaram a ver que os poucos elementos ainda não descobertos na tabela periódica não estavam sendo descobertos por serem intrinsecamente instáveis. Mesmo se tivessem existido em abundância na Terra primordial, há muito já haviam desintegrado. Isso explicava de forma conveniente as lacunas na tabela periódica, mas essa pesquisa logo revelou todo o seu poder de destruição. A sondagem de elementos instáveis levou os cientistas ao encontro da fissão nuclear e das reações em cadeia de nêutrons. E assim que ficou claro que os átomos podiam ser divididos – com todas as suas implicações políticas e científicas –, a coleta de novos elementos para serem mostrados em público se transformou em um passatempo de amadores, como a bolorenta e tateante biologia dos anos 1800 se comparada à biologia molecular dos tempos atuais. Foi por essa razão que, com uma guerra mundial e a possibilidade iminente de bombas atômicas em 1939, nenhum cientista se preocupou em rastrear o promécio por mais uma década.

No entanto, por mais que os cientistas tenham se empolgado com a possibilidade de bombas de fissão, muito trabalho ainda separava a teoria da realidade. É difícil imaginar isso hoje, mas bombas nucleares eram consideradas uma possibilidade, na melhor das hipóteses, remota, principalmente por peritos militares. Como sempre, os líderes militares estavam ansiosos para alistar cientistas na Segunda Guerra Mundial, e os cientistas prontamente exacerbaram a brutalidade da guerra com tecnologias como o desenvolvimento de um aço mais resistente. Mas a guerra não teria terminado com duas nuvens em forma de cogumelo se, em vez de exigir armas maiores e mais velozes já, o governo dos Estados Unidos não tivesse reunido vontade política para investir bilhões num campo até então nada prático: a ciência subatômica. E mesmo assim, entender como dividir átomos de forma controlada se mostrou tão além da ciência da época que o Projeto Manhattan teve de adotar toda uma nova estratégia de pesquisa para dar resultado – o método Monte Carlo, que reciclava o conceito de “fazer ciência”.

Como já foi observado, a mecânica quântica funcionava muito bem com átomos isolados, e em 1940 os cientistas já sabiam que a absorção de um nêutron tornava um átomo desconfortável, fazendo com que explodisse e possivelmente liberasse mais nêutrons. Seguir o rastro de um nêutron específico era fácil, não muito mais difícil do que seguir uma bola de bilhar se chocando com as outras. Mas dar início a uma reação em cadeia exigia a coordenação de bilhões de bilhões de nêutrons, todos viajando em velocidades diferentes em todas as direções. Isso acabou com o aparato teórico baseado em apenas um átomo. Ao mesmo tempo, o urânio e o plutônio eram materiais caros e perigosos, e por isso um trabalho experimental mais detalhado estava fora de questão.

Mesmo assim os cientistas do Projeto Manhattan tinham ordens para calcular exatamente a quantidade de plutônio e de urânio necessária para criar uma bomba: se fosse pouco, a bomba seria um fracasso; se fosse muito, a bomba explodiria muito bem, mas significava o prolongamento da guerra por muitos meses, pois era tremendamente complicado purificar os dois elementos (ou, no caso do plutônio, sintetizar e depois purificar). Por isso, para seguir em frente, alguns cientistas mais pragmáticos decidiram abandonar a teoria, os experimentos e as abordagens tradicionais e abrir uma terceira via.

Para começar, eles escolheram uma velocidade aleatória para um nêutron ricocheteando em uma pilha de plutônio (ou de urânio). Escolheram também uma direção aleatória para esse nêutron, e mais alguns números aleatórios para outros parâmetros, como a quantidade de plutônio disponível, a probabilidade de o nêutron escapar do plutônio antes de ser absorvido, até mesmo a geometria e a forma da pilha de plutônio. Deve-se notar que essa seleção de números específicos significava que os cientistas estavam abrindo mão da universalidade de seus cálculos, uma vez que os resultados só se aplicavam a alguns nêutrons em um de vários projetos. Cientistas teóricos odeiam abrir mão de resultados que possam ser aplicáveis universalmente, mas não tiveram outra escolha.

A essa altura, mulheres jovens de lápis na mão (muitas delas esposas dos cientistas do projeto, contratadas para ajudar porque estavam morrendo de tédio em Los Alamos) preenchiam páginas e páginas com números aleatórios para calcular (às vezes sem saber do que se tratava) como um nêutron colidia com um átomo de plutônio; se era absorvido; quantos novos nêutrons seriam liberados no processo, se é que algum seria liberado; quantos nêutrons esses nêutrons poderiam liberar e assim por diante. Cada uma dessas mulheres fazia um pequeno cálculo numa linha de montagem, e os cientistas iam agregando os resultados. O historiador George Dyson descreveu esse processo como construir bombas “numericamente, nêutron por nêutron, nanossegundo por nanossegundo … [um método] de aproximação estatística por meio do qual uma amostragem aleatória de eventos … é seguida através de uma série de fatias representativas no tempo, respondendo à incalculável questão de se uma das configurações seria termonuclear”.[5]

Às vezes, a pilha teórica resultava nuclear, o que era considerado um sucesso. Quando os cálculos terminavam, as mulheres começavam de novo com números diferentes. Depois outra vez. E outra vez. E mais uma vez. Rosie the Riveter[a] pode ter se tornado o símbolo icônico do poder feminino empregado durante a guerra, mas o Projeto Manhattan não teria chegado a lugar algum sem essas mulheres escrevendo longas tabelas de dados à mão. Elas ficaram conhecidas pelo neologismo “computadores”.

Mas por que essa abordagem tão diferente? Basicamente, os cientistas equacionavam cada computação como um experimento e coletavam apenas dados virtuais para as bombas de plutônio e de urânio. Eles abandonaram a interação meticulosa e mutuamente corretiva entre a teoria e o trabalho de laboratório para adotar métodos que um historiador descreveu de forma pouco elogiosa como “deslocados, … uma realidade simulada que tomava emprestado tanto dos domínios experimentais como teóricos, fundia esses subsídios e usava o amálgama resultante para localizar uma terra do nunca ao mesmo tempo em lugar nenhum e em toda parte no mapa metodológico usual”.[6]

Claro que aqueles cálculos dependiam das equações iniciais dos cientistas, mas eles tiveram sorte. As partículas no nível quântico são governadas por leis estatísticas, e a mecânica quântica, apesar de seus aspectos bizarros e ilógicos, é a teoria científica mais exata já elaborada. Além disso, o número bruto de cálculos realizados durante o Projeto Manhattan deixou os cientistas muito confiantes – uma confiança confirmada pelo sucesso do teste de Trinity, no Novo México, em meados de 1945. A rápida e impecável detonação de uma bomba de urânio sobre Hiroshima e de outra de plutônio em Nagasaki algumas semanas depois demonstrou também a precisão dessa abordagem científica não convencional e baseada em cálculos.

Com o fim da camaradagem e do isolamento do Projeto Manhattan, os cientistas se separaram e voltaram para suas casas para refletir sobre o que haviam feito (alguns orgulhosos, outros não). Muitos esqueceram com prazer o tempo que passaram fazendo cálculos. Outros, porém, sentiam-se fascinados pelo que aprenderam, inclusive um certo Stanislaw Ulam. Polonês refugiado que passava horas jogando baralho no Novo México, Ulam estava jogando paciência num dia de 1946 quando começou a pensar nas possibilidades de vencer qualquer mão de cartas aleatória. A única coisa de que Ulam gostava mais do que baralho era de cálculos fúteis, por isso começou a encher páginas de equações de probabilidade. A complexidade do problema cresceu tanto que, sabiamente, ele desistiu, decidindo que seria melhor jogar cem partidas e tabular a porcentagem das vezes que vencia. Fácil.

Os neurônios normais da maioria das pessoas, ou até da maioria dos cientistas, não teriam feito a relação, mas com meio século de experiência com jogos de paciência Ulam percebeu que estava usando a mesma abordagem básica que os cientistas usaram no “experimento” da construção da bomba em Los Alamos. (As ligações são abstratas, mas a ordem e a disposição das cartas eram como os dados aleatórios, e o “cálculo” era dar a mão de cartas.) Logo seguiram-se discussões com seu amigo John von Neumann, outro refugiado europeu e veterano do Projeto Manhattan que também adorava cálculos. Ulam e Von Neumann perceberam o quanto aquele método podia ser poderoso se eles conseguissem universalizá-lo e aplicá-lo a outras situações com múltiplas variáveis aleatórias. Nessas situações, em vez de tentar levar em conta toda a complexidade, todas as borboletas batendo asas, eles simplesmente definiriam o problema, escolheriam dados aleatórios e “iriam em frente”. Diferentemente de um experimento, os resultados eram incertos. Mas, com um número de cálculos suficiente, eles poderiam ter uma boa certeza das probabilidades.

Por uma fortuita coincidência, Ulam e Von Neumann conheciam os engenheiros americanos envolvidos no desenvolvimento dos primeiros computadores eletrônicos, como os da ENIAC, na Filadélfia. Os “computadores” do Projeto Manhattan já usavam um sistema mecânico de perfuração de cartões para os cálculos, mas a incansável ENIAC se mostrou mais promissora para as tediosas interações que Ulam e Von Neumann vislumbravam. Historicamente, a ciência das probabilidades tem suas raízes em cassinos aristocráticos, e não se sabe ao certo de onde veio o apelido que Ulam e Von Neumann escolheram para sua abordagem. Mas Ulam gostava de se gabar de que dera o nome em homenagem a um tio que estava sempre pedindo dinheiro emprestado para jogar no “bem conhecido gerador de inteiros aleatórios (entre zero e 36) do principado do Mediterrâneo”.

De qualquer maneira, a ciência de Monte Carlo pegou rápido. Eliminava experimentos dispendiosos, e a necessidade de simuladores de alta qualidade para os processos envolvidos levou ao desenvolvimento dos primeiros computadores, que precisavam ser cada vez mais rápidos e eficientes. Em termos simbióticos, o advento de uma computação mais barata significava que experimentos, simulações e modelos no estilo de Monte Carlo começaram a chegar à química, à astronomia e à física, sem falar da engenharia e da análise do mercado de valores. Hoje, passadas só duas gerações, o método de Monte Carlo (em suas várias formas) domina tanto alguns campos de conhecimento que muitos jovens cientistas não percebem o quanto isso os afasta da ciência teórica ou experimental tradicional. De maneira geral, um expediente, uma medida temporária – usar átomos de plutônio e urânio como um ábaco para computar reações nucleares em cadeia – tornou-se uma faceta insubstituível do progresso científico. Não apenas invadiu a ciência como também estabeleceu, assimilou e interligou-se a outros métodos.

Em 1949, porém, essa transformação ainda era coisa do futuro. Naqueles primeiros dias, o método Monte Carlo de Ulam estava basicamente abrindo o caminho para a próxima geração de armas nucleares. Von Neumann, Ulam e sua patota costumavam aparecer em salões do tamanho de ginásios de esporte cheios de computadores e perguntavam de forma misteriosa se podiam rodar alguns programas, começando à meia-noite e indo até a manhã seguinte. Os armamentos que desenvolveram naquelas horas mortas eram “superarmas”, dispositivos de múltiplos estágios mil vezes mais poderosos do que as bombas A normais. As superarmas usavam plutônio e urânio para disparar uma fusão do tipo estelar em hidrogênio líquido extrapesado, um processo complicado que nunca teria sido parte de relatórios militares secretos nem transformado em silos de mísseis não fosse a computação digital. O historiador George Dyson resume bem a história tecnológica daquela década: “Os computadores levaram às bombas, e as bombas levaram aos computadores.”

DEPOIS DE UMA ÁRDUA BATALHA para determinar o projeto adequado para uma superarma, os cientistas encontraram o mapa da mina em 1952. A destruição do atol de Eniwetok, no Oceano Pacífico, durante o teste de uma superbomba naquele ano, mostrou mais uma vez o brilho e a crueldade do método Monte Carlo. Mas os cientistas da bomba já tinham algo ainda pior do que a superbomba em gestação.

As bombas atômicas oferecem duas opções. Um louco que queira apenas muita gente morta e um monte de prédios pulverizados pode optar por uma bomba de fissão convencional de um só estágio. É mais fácil de construir, e o brilho e o estrondo devem satisfazer sua necessidade de espetáculo, assim como os efeitos posteriores, na forma de tornados e silhuetas de vítimas calcinadas em paredes de tijolos. Mas se o louco tiver paciência e desejar fazer alguma coisa mais insidiosa, se quiser urinar em todos os poços e esterilizar o solo com sal, vai escolher uma bomba suja de cobalto-60.

Enquanto a bomba nuclear convencional mata pelo calor, as bombas sujas matam com radiação gama – o raio X maligno. Os raios gama resultam de eventos radioativos frenéticos, e, além de queimarem as pessoas, penetram na medula dos ossos e emaranham os cromossomos dos glóbulos vermelhos. As células morrem de imediato, ficam cancerosas ou crescem sem restrições, como humanos com gigantismo, acabando deformadas e incapazes de lutar contra infecções. Qualquer bomba atômica libera radiação, mas nas bombas sujas a radiação é o que importa.

Até mesmo a leucemia endêmica pode ser causada por algumas bombas. Outro refugiado europeu que trabalhou no Projeto Manhattan, Leo Szilard – o físico que, para seu arrependimento, criou a ideia da reação em cadeia autossustentável por volta de 1933 –, calculou em 1950, quando já estava mais sábio e mais sóbrio, que um grama de cobalto-60 espalhado em cada quilômetro quadrado da Terra poluiria o planeta com uma quantidade de raios gama capaz de eliminar a raça humana, como uma versão nuclear da nuvem que teria ajudado a matar os dinossauros. Seu dispositivo era composto por uma ogiva multiestágio revestida de cobalto-59. A reação de fissão do plutônio iniciaria a reação de fusão do hidrogênio, e uma vez começada a reação, claro, o revestimento de cobalto e tudo o mais seriam destruídos. Mas não sem que algo acontecesse no nível atômico. Lá embaixo, os átomos de cobalto absorveriam nêutrons da fissão e da fusão, um passo chamado de salgadura. A salgadura converteria então o estável cobalto-59 no instável cobalto-60, que flutuaria como cinzas.

Muitos outros elementos emitem raios gama, mas há algo especial no cobalto. Podemos nos proteger de bombas A normais se nos escondermos em abrigos subterrâneos, pois a precipitação de raios gama seria imediata e depois se tornaria inofensiva. Hiroshima e Nagasaki já eram mais ou menos habitáveis dias depois das explosões de 1945. Outros elementos absorvem nêutrons extras, assim como os alcoólicos tomam outra dose no bar – eles podem ficar doentes durante um ou dois dias, mas não durante éons. Nesse caso, depois da explosão inicial, os níveis de radiação nunca sobem muito.

De uma forma diabólica, as bombas de cobalto ficam entre esses dois extremos, um caso raro em que o ponto médio se mostra o pior dos mundos. Os átomos de cobalto-60 se assentariam no solo como minúsculas minas terrestres. Parte flutuaria na hora, obrigando a que todos fugissem, mas mesmo depois de cinco anos metade do cobalto ainda estaria ativa. Essa pulsação constante de fragmentos gama significa que não se pode esperar os efeitos das bombas de cobalto passarem e tampouco poderíamos resistir a eles. Seria necessário o tempo de uma vida humana para que o solo se recuperasse. Isso torna as bombas de cobalto impróprias para uma guerra, pois o exército conquistador não poderia sequer ocupar o território conquistado. Mas um louco que apreciasse a imagem de uma terra arrasada não teria esses escrúpulos.

Em sua defesa, Szilard esperava que sua bomba de cobalto – o primeiro “dispositivo do apocalipse” – nunca fosse construída, e nenhum país (até onde sabemos) jamais tentou fazer isso. Na verdade, Szilard imaginou essa situação para mostrar a insanidade da guerra nuclear, e as pessoas entenderam. No filme Doutor Fantástico, por exemplo, os inimigos soviéticos têm bombas de cobalto. Antes de Szilard, as armas nucleares eram aterrorizantes, mas não necessariamente apocalípticas. Depois de sua modesta proposta, Szilard esperava que as pessoas aprendessem alguma coisa e desistissem das armas nucleares. Não foi bem assim. Pouco depois de o infame nome “promécio” se tornar oficial, a União Soviética também tinha sua bomba. Os governos dos Estados Unidos e da União Soviética logo acertaram uma doutrina nada animadora, convenientemente chamada de MAD, que em inglês, além de ser a palavra para “louco”, funciona como sigla para destruição mútua assegurada – que estabelecia que, fosse qual fosse o resultado, os dois lados perderiam em uma guerra nuclear. Embora um tanto idiota como éthos, a MAD impediu o lançamento de bombas nucleares como armas táticas. Mas fez com que as tensões internacionais se enrijecessem na Guerra Fria – um conflito que se infiltrou tanto na nossa sociedade que nem mesmo a imaculada tabela periódica escapou dessa mancha.

[a] Personagem simbólico que representava o trabalho de mulheres no esforço bélico dos EUA durante a Segunda Guerra. (N.T.)

7. Ampliando a tabela, expandindo a Guerra Fria

Em 1950, uma notícia curiosa foi publicada na seção de fofocas “Talk of the Town” da revista New Yorker:[1]

Hoje em dia novos átomos estão surgindo com uma frequência espetacular, se não até alarmante, na Universidade da Califórnia, em Berkeley, onde cientistas descobriram os elementos 97 e 98, batizados de berquélio [berkelium] e califórnio [californium], respectivamente … Esses nomes surpreendem por indicarem uma chocante falta de visão de relações públicas … Os ocupados cientistas da Califórnia sem dúvida vão aparecer qualquer dia desses com mais um ou dois átomos, e a universidade … perdeu definitivamente a oportunidade de se imortalizar nas tabelas atômicas com uma sequência como universitium (97), ofium (98), californium (99), berkelium (100).

Para mostrar que também eram espertos, os cientistas de Berkeley, liderados por Glenn Seaborg e Albert Ghiorso, responderam que aquela nomenclatura era na verdade uma genialidade preemptiva, projetada para contornar “a assustadora possibilidade de que, depois de batizar os elementos 97 e 98 de ‘universitium’ e ‘ofium’, alguém da New Yorker pudesse vir a descobrir os elementos 99 e 100 e chamá-los de nomes como ‘newium’ e ‘yorkium’”.

A equipe da New Yorker respondeu: “Nós já estamos trabalhando nos laboratórios da redação no ‘newium’ e no ‘yorkium’. Mas por enquanto só temos os nomes.”

A troca de cartas foi uma polêmica divertida num momento excelente para ser um cientista em Berkeley. Aqueles cientistas estavam criando os primeiros novos elementos em nosso sistema solar desde que a supernova disparou todas as suas reservas bilhões de anos antes. Ora, eles estavam superando a supernova, fazendo mais elementos do que os 92 originais. Ninguém, ao menos entre eles, poderia prever o quanto a criação e até mesmo a nomenclatura desses elementos se transformariam em amargura em pouco tempo – um novo palco para a Guerra Fria.

CONSTA QUE GLENN SEABORG teria o mais longo verbete do Who’s Who de todos os tempos. Ilustre diretor em Berkeley. Químico ganhador do Prêmio Nobel. Cofundador da liga esportiva Pac-10. Consultor dos presidentes Kennedy, Johnson, Nixon, Carter, Reagan e Bush (George H.W.) em energia atômica e em corrida armamentista nuclear. Chefe de equipe do Projeto Manhattan. Etc. etc. Mas sua principal descoberta científica, a que havia despertado todas aquelas honrarias, foi resultado de pura sorte.

Em 1940, Edwin McMillan, colega e amigo de Seaborg, ficou muito conhecido ao criar o primeiro elemento transurânico, que ele batizou de netúnio, em homenagem ao planeta que vinha logo depois do que deu origem ao nome do urânio. Não satisfeito, McMillan logo percebeu que o elemento 93 era bem instável e poderia decair no elemento 94 se expelisse outro elétron. Começou a procurar provas do elemento seguinte com muito afinco, e manteve o jovem Seaborg – um garoto magricela de 28 anos nascido no Michigan e criado numa colônia de imigrantes suecos – a par de seus progressos, chegando a discutir suas técnicas enquanto tomavam duchas no ginásio esportivo.

Mas havia mais coisas além de novos elementos em 1940. Quando os Estados Unidos resolveram colaborar, ainda que na clandestinidade, com a resistência contra os poderes do Eixo na Segunda Guerra Mundial, o governo norte-americano começou a pescar cientistas de destaque, inclusive McMillan, para trabalhar em projetos militares, como o radar. Sem proeminência para ser escolhido, Seaborg ficou sozinho em Berkeley com o equipamento de McMillan e todo o conhecimento de como o colega planejava proceder. Às pressas, temendo que essa pudesse ser sua última oportunidade de ganhar fama, Seaborg e um colega conseguiram uma amostra microscópica do elemento 93. Depois de deixar o netúnio de molho e escorrer, eles filtraram a amostra radioativa para dissolver o excesso de netúnio, até restar apenas uma pequena parte da substância. Eles provaram que os átomos remanescentes tinham de ser do elemento 94 usando uma potente substância química para retirar elétrons da substância, um por um, até obterem átomos com uma carga elétrica mais alta (+7) do que qualquer outro elemento conhecido. Desde seus primeiros momentos, o elemento 94 parecia especial. Continuando a viagem em direção à orla do sistema solar – e acreditando que aquele seria o último elemento possível de ser sintetizado –, os cientistas o chamaram de plutônio.

Alçado de repente ao estrelato, em 1942, Seaborg foi convocado para ir a Chicago para trabalhar numa subsidiária do Projeto Manhattan. Ele levou alguns alunos e um técnico, uma espécie de superlacaio, chamado Al Ghiorso. Ghiorso tinha um temperamento oposto ao de Seaborg. Nas fotos, Seaborg está sempre de terno, mesmo no laboratório, enquanto Ghiorso parece desconfortável quando está arrumado, mais à vontade num cardigã e numa camisa com o colarinho desabotoado. Ghiorso usava óculos de lentes grossas e armação preta e o cabelo sempre emplastrado, e tinha o queixo e o nariz pontudos, um pouco como Nixon. Algo mais que o diferenciava de Seaborg é que Ghiorso era um contestador do establishment. (Ele teria odiado a comparação com Nixon.) Um pouco infantil, nunca foi além da graduação, pois não queria se sujeitar a mais estudos. Mesmo assim seguiu Seaborg com vigor a Chicago para fugir do monótono trabalho de manutenção da fiação dos detectores de radioatividade em Berkeley. Quando chegou, Seaborg o pôs para trabalhar de imediato – na fiação de detectores.

Mesmo assim, os dois deram certo. Quando voltaram a Berkeley depois da guerra (os dois adoravam a universidade), começaram a produzir elementos pesados, como publicou a New Yorker, “com uma frequência espetacular, se não até alarmante”. Alguns escritores compararam os químicos que descobriram novos elementos nos anos 1800 a caçadores de animais de grande porte, empolgando as massas que adoravam química com os exóticos espécimes que capturaram. Se essa elogiosa descrição for verdadeira, os grandes caçadores, com as armas mais poderosas para elefante, os Ernest Hemingway e Theodore Roosevelt da tabela periódica, foram Ghiorso e Seaborg – que descobriram mais elementos do que qualquer outro na história e ampliaram a tabela periódica em quase .

A colaboração teve início em 1946, quando Seaborg, Ghiorso e outros começaram a bombardear o delicado plutônio com partículas radioativas. Dessa vez, em lugar de usarem munição de nêutron, eles usaram partículas alfa, aglomerados de dois prótons e dois nêutrons. Por serem partículas carregadas, que podem ser puxadas por um “coelho” mecânico de carga oposta pendurado na frente, as partículas alfa são mais fáceis de acelerar a altas velocidades do que os teimosos nêutrons. Ademais, quando as partículas alfa empacaram no plutônio, a equipe de Berkeley conseguiu mais dois novos elementos de um só golpe, pois o elemento 96 (com o número de prótons do plutônio mais dois) decaía no elemento 95 quando disparava um próton.

Como descobridora dos elementos 95 e 96, a equipe de Seaborg e Ghiorso ganhou o direito de dar nomes a eles (uma tradição informal logo abandonada depois de uma tumultuada confusão). Eles escolheram amerício, num tributo aos Estados Unidos da América, e cúrio, em homenagem a Marie Curie. Abandonando sua rigidez habitual, Seaborg não anunciou esses novos elementos em uma publicação científica, mas sim num programa de rádio infantil, Quiz Kids. Um moleque precoce perguntou ao sr. Seaborg (ha, ha) se ele tinha descoberto algum elemento novo recentemente. Seaborg respondeu que sim, que na verdade tinha, e recomendou às crianças que estivessem ouvindo o programa em casa que mandassem os professores jogarem as velhas tabelas periódicas fora. “A julgar pela correspondência que recebi depois dos estudantes”, recordou Seaborg em sua autobiografia, “os professores estavam muito céticos.”

Continuando os experimentos de bombardeamento com partículas alfa, em 1949 a equipe de Berkeley descobriu o berquélio e o califórnio, como foi descrito anteriormente. Orgulhosos desses nomes, e esperando um pequeno sinal de reconhecimento, eles ligaram para o gabinete do prefeito de Berkeley para comemorar. Os funcionários do gabinete da prefeitura ouviram a notícia e bocejaram – nem o prefeito nem os funcionários viam nada de mais naquela tal tabela periódica. A ignorância da cidade deixou Ghiorso chateado. Antes da esnobada do prefeito, ele vinha defendendo que o elemento 97 deveria se chamar berquélio e que seu símbolo químico seria Bm [em inglês, eufemismo para defecar], pela dificuldade em descobrir o elemento. Depois ele deve ter pensado na reação debochada de adolescentes escatológicos em todo o país ao ver Berkeley representada na tabela periódica como “Bm”. (Infelizmente, ele foi voto vencido e o símbolo do berquélio ficou sendo Bk.)

Sem se deixar perturbar pela fria recepção do prefeito, a Universidade de Berkeley continuou preenchendo novos espaços da tabela periódica, deixando felizes os fabricantes de painéis escolares que precisavam substituir as tabelas obsoletas. Em 1952, a equipe descobriu os elementos 99 e 100, o einstênio e o férmio, no coral radioativo deixado por um teste com uma bomba de hidrogênio no Pacífico. Mas o auge experimental foi a criação do elemento 101.

Como os elementos ficam cada vez mais frágeis à medida que o número de prótons aumenta, os cientistas tinham dificuldade para criar amostras de tamanho suficiente para serem borrifadas com partículas alfa. Conseguir einstênio suficiente (o elemento 99) para começar a pensar num salto até o elemento 101 exigia um bombardeamento de plutônio que perdurasse por três anos. E esse era apenas o primeiro passo numa verdadeira máquina de Rube Goldberg. Em cada tentativa de criar o 101, os cientistas pincelavam lâminas de ouro com pedacinhos invisíveis de einstênio e apedrejavam-nos com partículas alfa. As treliças de ouro radioativo tinham então de ser dissolvidas, já que sua radioatividade interferiria na detecção do novo elemento. Em experimentos anteriores para a descoberta de novos elementos, nesse estágio os cientistas despejavam a amostra em tubos de ensaio para ver com que ela reagia e procuravam por substâncias análogas aos elementos na tabela periódica. Mas com o elemento 101 não havia átomos suficientes para isso. Por essa razão, a equipe precisava fazer uma identificação “póstuma”, examinando o que havia restado depois da desintegração de cada átomo – como juntar as peças de um carro depois de uma explosão.

Esse trabalho forense era possível de ser feito – só que o procedimento da partícula alfa só podia ser obtido em um laboratório, e a detecção só poderia ser feita em outro, a quilômetros de distância. Então, a cada tentativa, enquanto a lâmina de ouro se dissolvia, Ghiorso ficava esperando dentro de seu Volkswagen, com o motor ligado, para poder levar a amostra de um prédio a outro. E a equipe fazia isso no meio da noite, pois se Ghiorso ficasse preso num engarrafamento a amostra poderia se tornar radioativa no colo dele, e todo o esforço seria perdido. Quando chegava ao segundo laboratório, Ghiorso subia a escada correndo, e a amostra passava por mais uma rápida purificação antes de ser levada aos detectores de última geração cuja fiação ele havia preparado – um trabalho do qual Ghiorso passou a se orgulhar, já que os detectores eram o aparato-chave do mais sofisticado laboratório de elementos pesados do mundo.

A equipe insistiu nesses procedimentos, e, em uma noite de fevereiro de 1955, o trabalho afinal deu resultado. Prevendo esse momento, Ghiorso tinha ligado seu detector de radiação ao alarme de incêndio do edifício, e quando finalmente a explosão de um átomo do elemento 101 foi detectada a campainha soou. Isso aconteceu outras dezesseis vezes naquela noite, e a equipe reunida vibrou a cada novo toque. Quando amanheceu, todos foram para casa bêbados de sono e felicidade. Só que Ghiorso se esqueceu de desligar o detector do alarme, o que provocou certo pânico entre os ocupantes do prédio na manhã seguinte quando um átomo retardatário do elemento 101 fez soar o alarme mais uma vez.[2]

Depois de ter homenageado sua cidade natal, seu estado e o país, a equipe de Berkeley sugeriu o nome mendelévio para o elemento 101, numa homenagem a Dmitri Mendeleiev. Em termos científicos, era o óbvio. Em termos diplomáticos, porém, era perigoso homenagear um cientista russo em plena Guerra Fria, e também não era uma escolha popular (ao menos em casa; consta que o premier Khrushchev adorou). Mas Seaborg, Ghiorso e os outros queriam demonstrar que a ciência estava acima das mesquinharias políticas, e naquela época, por que não? Eles podiam se dar ao luxo de ser magnânimos. Seaborg logo partiria para trabalhar na Camelot de John Kennedy, e o laboratório seguiu em frente sob a direção de Al Ghiorso. Berkeley praticamente humilhou todos os outros laboratórios nucleares do mundo, que ficaram relegados a verificar a aritmética de Berkeley. A única vez em que outro grupo, da Suécia, afirmou ter vencido Berkeley em um elemento, o número 102, a descoberta foi logo desmentida. Foi Berkeley que marcou ponto com o elemento 102, o nobélio (em homenagem a Alfred Nobel, inventor da dinamite e fundador do Prêmio Nobel), e o elemento 103, o laurêncio (em homenagem ao fundador e diretor do Laboratório de Radiação de Berkeley, Ernest Lawrence), no início dos anos 1960.

Então, em 1964, aconteceu um segundo Sputnik.

EXISTE UM MITO DE CRIAÇÃO RUSSO sobre a origem da região deles. Há muito tempo, diz a história, Deus andou pelo mundo carregando os minerais nos braços, para ter certeza de que todos seriam distribuídos de forma justa. O plano funcionou bem por um tempo. O tântalo foi para uma região, o urânio para outra e assim por diante. Mas, quando Deus chegou à Sibéria, seus dedos ficaram tão frios e rígidos que ele deixou todos os metais caírem. Aborrecido e com as mãos congeladas demais para recolhê-los de volta, ele deixou tudo lá. E isso, gabam-se os russos, explica seus imensos depósitos minerais.

Apesar dessa riqueza geológica, apenas dois inúteis elementos da tabela periódica foram descobertos na Rússia, o rutênio e o samário. Compare esse registro pífio com as dezenas de elementos descobertos na Suécia, na Alemanha e na França. A lista de grandes cientistas além de Mendeleiev é igualmente pobre, pelo menos em comparação com a Europa. Por diversas razões – czares despóticos, economia agrária, escolas fracas, clima difícil –, a Rússia nunca originou os gênios científicos que poderia ter criado. Não conseguia nem mesmo estabelecer tecnologias básicas de forma correta, como um calendário. Até bem depois de 1900, a Rússia usava um mal-alinhado calendário inventado pelos astrólogos de Júlio César, que deixava o país semanas atrás da Europa com seu moderno calendário georgiano. Esse intervalo explica por que a “Revolução de Outubro”, que levou Vladimir Lênin e os bolcheviques ao poder em 1917, na verdade ocorreu em novembro.

Em parte essa revolução aconteceu porque Lênin prometeu transformar a Rússia, e o Politburo soviético insistia em que, no novo paraíso dos trabalhadores, os cientistas deveriam ser os primeiros numa sociedade de iguais. Essas promessas foram mantidas por alguns anos, pois sob Lênin os cientistas tiveram liberdade de conduzir seus negócios com pouca interferência do Estado. Além de fazer os cientistas felizes, o dinheiro acabou se tornando também uma poderosa propaganda. Percebendo como até mesmo cientistas medíocres estavam sendo bem financiados, cientistas fora da União Soviética tinham esperança (e a esperança fazia com que acreditassem) de que finalmente um governo poderoso reconhecesse sua importância. Mesmo na América, onde o macarthismo floresceu no início dos anos 1960, os cientistas costumavam admirar o bloco soviético por seu apoio material ao progresso científico.

Na verdade, grupos de extrema direita como a John Birch Society, fundada em 1958, consideravam que os soviéticos poderiam estar um pouco avançados demais na ciência. Essa sociedade rejeitou a adição de flúor (íons de flúor) na água da torneira para evitar cáries. À parte o sal iodado, a água com flúor está entre as medidas mais baratas e eficientes de saúde pública já criadas, permitindo que a maioria das pessoas pudesse morrer com os próprios dentes pela primeira vez na história. Para os membros da John Birch Society, contudo, a fluoração estava relacionada com a educação sexual e outros “complôs comunistas sujos” para controlar a mente dos norte-americanos, uma casa de espelhos que conduzia de funcionários de departamentos de águas locais e professores de saúde diretamente ao Kremlin. A maioria dos cientistas dos Estados Unidos via os exageros anticientíficos da John Birch Society com horror, e, comparada àquele quadro, a retórica em favor da ciência da União Soviética parecia uma bênção.

Sob aquele verniz de progresso, porém, um tumor estava criando metástases. Joseph Stálin, que assumiu um controle despótico da União Soviética em 1929, tinha ideias peculiares a respeito de ciência. Ele a dividia – de uma forma irracional, arbitrária e venenosa – em “burguesa” e “proletária”, e punia qualquer um que praticasse a primeira. Durante décadas, o programa de pesquisas agrícolas soviética foi conduzido por um camponês proletário, o “cientista descalço” Trofim Lysenko. Stálin se apaixonou por ele porque Lysenko denunciou a ideia retrógrada de que as coisas vivas, inclusive as colheitas, herdavam traços e genes de seus pais. Como bom marxista, ele apregoava que só um ambiente social adequado importava (até mesmo para as plantas) e que o ambiente soviético se provaria superior ao ambiente dos porcos capitalistas. Também, tanto quanto era possível, tornou “ilegal” a biologia baseada em genes, prendendo e executando dissidentes. Por alguma razão o lysenkoísmo não conseguiu bons resultados em suas colheitas, e os milhões de fazendeiros coletivizados obrigados a adotar sua doutrina morreram de fome. Durante essa época de fome, um eminente geneticista britânico descreveu Lysenko como “totalmente ignorante quanto aos princípios elementares da genética e da fisiologia das plantas … Falar com Lysenko era como tentar explicar cálculo diferencial para um homem que não sabia tabuada.”

Stálin também não tinha escrúpulos em prender cientistas e forçá-los a trabalhar para o Estado em campos de trabalhos forçados. Ele embarcou muitos cientistas para uma notória prisão e mina de níquel perto de Norilsk, na Sibéria, onde as temperaturas normalmente caíam a 60°C negativos. Embora fosse uma mina de níquel, Norilsk cheirava sempre a enxofre, por causa dos vapores de diesel, e os cientistas trabalhavam como escravos para extrair uma boa porção de metais tóxicos da tabela periódica, inclusive arsênio, chumbo e cádmio. A poluição era abundante, tingindo o céu, e dependendo do metal pesado em demanda a neve ganhava uma tonalidade azul ou cor-de-rosa. Quando todos os metais estavam em demanda, a neve era negra (o que ainda acontece até hoje). Talvez ainda mais assustador, consta que até hoje não existe uma árvore num raio de 45 quilômetros ao redor das forjas de níquel.[3] Ilustrando o macabro senso de humor russo, diz uma piada local que em vez de pedir trocados, os vagabundos em Norilsk coletam copos de chuva, evaporam a água e trocam o metal por dinheiro. Piadas à parte, boa parcela de uma geração da ciência soviética foi desperdiçada na extração de níquel e de outros metais para a indústria soviética.

Realista ao extremo, Stálin também desconfiava de ramos estranhos e contraintuitivos da ciência, como a mecânica quântica e a relatividade. Em 1949, ele considerou liquidar os físicos burgueses que não se conformassem com a ideologia comunista e abandonassem essas teorias. E só recuou quando um corajoso assessor sugeriu que isso poderia prejudicar um pouco o programa soviético de armas nucleares. Além disso, ao contrário do que sentia por outras áreas da ciência, o “coração” de Stálin nunca quis expurgar os físicos. Como a física era parte integrante das pesquisas armamentistas, um dos xodós de Stálin, e permanecia agnóstica em relação a questões sobre a natureza humana, um dos xodós do marxismo, sob Stálin os físicos escaparam dos piores abusos impostos a biólogos, psicólogos e economistas. “Vamos deixar [os físicos] em paz”, concedeu Stálin, benevolente. “Nós sempre poderemos fuzilá-los depois.”

Mas havia ainda outra dimensão na abertura concedida por Stálin às ciências físicas. O secretário-geral do Partido Comunista exigia lealdade, e o programa soviético de armas nucleares tinha suas raízes em um súdito leal, o cientista nuclear Georgy Flyorov. Em sua foto mais famosa, Flyorov parece um ator de vaudeville: sorriso malicioso, a testa calva, um pouco acima do peso, com sobrancelhas como duas taturanas e uma feia gravata listrada – parecia alguém que usava um cravo na lapela para espirrar água.

Mas aquele ar de “Georgy Feio” escondia uma mente astuta. Em 1942, Flyorov notou que, apesar dos grandes progressos recentes de cientistas alemães e americanos nas pesquisas de fissão de urânio, as publicações científicas tinham deixado de falar sobre o assunto. Flyorov deduziu que os trabalhos em fissão haviam se transformado em segredos de Estado – e que isso só poderia significar uma coisa. Numa carta que refletia a famosa carta de Einstein a Franklin Roosevelt sobre o começo do Projeto Manhattan, Flyorov alertou Stálin sobre suas suspeitas. Preocupado e paranoico, Stálin prendeu dezenas de cientistas para dar início ao projeto soviético da bomba atômica. Mas o “Papai Joseph” poupou Flyorov e jamais esqueceu sua lealdade.

Hoje, sabendo o quanto o regime de Stálin foi um horror, é fácil amaldiçoar Flyorov e rotulá-lo como um segundo Lysenko. Se Flyorov tivesse ficado quieto, talvez Stálin só ficasse sabendo sobre a bomba nuclear em agosto de 1945. O caso Flyorov evoca também outra possível explicação para a falta de perspicácia científica da Rússia: uma cultura de bajulação, que é um anátema para a ciência. (Na época de Mendeleiev, em 1878, um geólogo russo batizou um mineral que continha samário, o elemento 62, em homenagem a seu chefe, um certo coronel Samarski, funcionário de mineração e um burocrata irrelevante; sem dúvida é o epônimo menos honroso de toda a tabela periódica.)

Mas o caso de Flyorov é ambíguo. Ele tinha presenciado a ruína de muitos colegas – inclusive 650 cientistas presos durante um inesquecível expurgo na elite da Academia de Ciências, muitos dos quais foram fuzilados por traição por “se oporem ao progresso”. Em 1942, Flyorov, com 29 anos de idade, tinha grandes ambições científicas e o talento para realizá-las. Preso como estava em seu país natal, ele sabia que fazer política era sua única esperança de desenvolvimento. E sua carta funcionou. Stálin e seus sucessores ficaram tão contentes quando a União Soviética lançou sua bomba nuclear em 1949 que, oito anos depois, os funcionários governamentais confiaram ao camarada Flyorov seu próprio laboratório de pesquisas. Era uma instalação isolada na cidade de Dubna, a 130 quilômetros de Moscou e livre da interferência do Estado. Para um jovem, aliar-se a Stálin foi uma decisão compreensível, ainda que moralmente falha.

Em Dubna, Flyorov se mostrou inteligente e se concentrou em “ciência do quadro-negro” – tópicos prestigiosos porém esotéricos, muito difíceis de serem explicados a leigos e refratários a ideologias baratas. E, nos anos 1960, graças ao laboratório de Berkeley, a descoberta de novos elementos deixara de ser o que havia sido durante séculos – uma operação em que se sujavam as mãos cavando em rochas obscuras – para se tornar uma busca rarefeita em que os elementos só “existiam” em impressões de detectores de radiação comandados por computadores (ou por alarmes de incêndio). Nem mesmo o bombardeamento de partículas alfa em elementos pesados continuava a ser prática, uma vez que os elementos pesados não se dispunham a se oferecer como alvos por muito tempo.

Em vez disso, cientistas cavavam mais fundo na tabela periódica e tentavam fundir elementos mais leves. Na superfície, todos esses projetos eram aritméticos. Para obter o elemento 102, teoricamente era possível bombardear o magnésio (12) e transformá-lo em tório (90), ou o vanádio (23) em ouro (79). Mas poucas combinações davam certo, por isso os cientistas tiveram que investir um bocado de tempo em cálculos para determinar quais pares de elementos valiam o investimento de tempo e dinheiro. Flyorov e seus colegas estudaram bem e copiaram as técnicas do laboratório de Berkeley. E em grande parte graças a ele, no final dos anos 1950, a União Soviética estava se livrando de sua reputação de quintal das ciências físicas. Seaborg, Ghiorso e Berkeley venceram os russos nos elementos 101, 102 e 103. Mas em 1964, sete anos depois do Sputnik original, a equipe de Dubna anunciou ter sido a primeira a crier o elemento 104.

DE VOLTA À TERRA do berquélio e do califórnio, a sensação de choque deu lugar à de raiva. Com o orgulho ferido, a equipe de Berkeley verificou os resultados soviéticos e, como era de se esperar, classificou-os como prematuros e rascunhados. Enquanto isso, Berkeley partiu para criar o mesmo elemento 104 – o que a equipe de Ghiorso, assessorada por Seaborg, conseguiu em 1969. Àquela altura, porém, Dubna já havia desentocado o 105 também. Mais uma vez Berkeley esforçou-se para diminuir a diferença, sempre afirmando que os soviéticos estavam interpretando mal os próprios dados – um insulto tão forte quanto um coquetel molotov. As duas equipes produziram os elementos 106 em 1974 com poucos meses de diferença, e, na época, toda a unidade internacional em torno do mendelévio havia evaporado.

Para consolidar suas descobertas, as duas equipes começaram a dar nomes aos “seus” elementos. A lista é tediosa demais para ser relacionada, mas é interessante que a equipe de Dubna, à la berquélio, cunhou um dos elementos como dúbnio. Por sua vez, Berkeley batizou o elemento 105 em referência a Otto Hahn e depois, por insistência de Ghiorso, batizou o elemento 106 em homenagem a Glenn Seaborg – uma pessoa ainda viva –, o que não era “ilegal”, mas foi considerado desastrado em um irritante jeito americano de ser. Por todo o mundo começaram a surgir nomes de elementos que duelavam entre si em publicações acadêmicas, e os fabricantes de tabelas periódicas não faziam ideia de como solucionar aquela bagunça.

Surpreendentemente, essa disputa se arrastou até os anos 1990, época em que, para aumentar ainda mais a confusão, uma equipe da Alemanha Ocidental ignorou as discussões entre americanos e soviéticos e reivindicou os elementos em litígio à sua causa. Afinal, a instituição que coordena a química, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac, na sigla em inglês), teve de interferir e arbitrar.

A Iupac enviou nove cientistas para ficar em cada laboratório durante semanas e examinar os dados primários. Os nove homens também se reuniram durante semanas entre si, em um tribunal. No fim, eles anunciaram que os adversários da Guerra Fria deveriam se dar as mãos e dividir os créditos por cada elemento. Essa solução salomônica não agradou ninguém: um elemento só pode ter um nome, e o quadradinho na tabela era a verdadeira recompensa.

Finalmente, em 1995, os nove sábios fizeram uma tentativa de anunciar os nomes oficiais dos elementos 104 a 109. O acordo agradou Dubna e Darmstadt (onde ficava a equipe da Alemanha Ocidental), mas quando a equipe de Berkeley viu o seabórgio apagado da lista todos ficaram apopléticos. E convocaram uma coletiva de imprensa para dizer, basicamente: “Vocês que se danem; nós damos outros nomes nos Estados Unidos da América.” Berkeley foi apoiada por uma poderosa instituição de química norte-americana, responsável por prestigiosas publicações científicas no mundo inteiro. Isso mudou a situação diplomática, fazendo com que os nove sábios recuassem. Quando afinal saiu a lista definitiva, goste-se ou não, em 1996, o seabórgio estava incluído como o elemento 106, assim como os nomes oficiais da tabela atual: rutherfórdio (104), dúbnio (105), bóhrio (107), hássio (108) e meitnério (109). Depois dessa vitória, e com uma visão de relações públicas que, um dia, a New Yorker havia dito que faltava aos cientistas da Califórnia, a equipe de Berkeley posicionou um Seaborg já idoso ao lado de uma enorme tabela periódica, o dedo deformado apontando mais ou menos em direção ao seabórgio, e tirou uma foto. Seu sorriso doce não revela nada da disputa cuja primeira salva de tiros fora disparada 32 anos antes e cujos ressentimentos chegaram a sobreviver à Guerra Fria. Seaborg morreu três anos depois.

Depois de décadas de disputas com cientistas soviéticos e da Alemanha Ocidental, um satisfeito, porém fragilizado, Glenn Seaborg aponta em direção ao elemento que leva seu nome, o número 106, seabórgio, o único elemento já batizado em referência a uma pessoa viva. (Cortesia do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley)

Mas uma história como essa não poderia acabar bem. Nos anos 1990, a química de Berkeley estava exaurida, correndo atrás de seus pares russos e principalmente dos alemães. Numa notável e rápida sucessão, entre 1994 e 1996, os alemães carimbaram o elemento 110, agora batizado como darmstádtio (Ds), em referência ao local do laboratório; o elemento 111, o roentgênio (Rg), em homenagem ao grande cientista alemão Wilhelm Röntgen; e o elemento 112, o último a ser acrescentado à tabela periódica, em junho de 2009, o copernício (Cn).[4] Sem dúvida o sucesso dos alemães explicou por que Berkeley defendeu suas glórias passadas com tanta tenacidade: eles não tinham uma perspectiva de alegrias à frente. Mesmo assim, recusando-se a ser eclipsada, em 1996 Berkeley conseguiu um trunfo ao contratar um jovem búlgaro chamado Victor Ninov – que havia sido importante na descoberta dos elementos 110 e 112, quando trabalhava com os alemães – para renovar o histórico programa da universidade. Ninov chegou até a tirar Al Ghiorso de sua quase aposentadoria. (“Ninov é tão bom quanto o jovem Al Ghiorso”, gostava de dizer Ghiorso), e o laboratório de Berkeley logo estava surfando outra vez com otimismo.

Para fazer seu retorno triunfal, em 1999, a equipe de Ninov estava atrás de um controverso experimento proposto por um físico teórico polonês que calculou que a transformação do criptônio (36) em chumbo (82) poderia produzir o elemento 118. Muitos denunciaram esse cálculo como absurdo, mas Ninov, determinado a conquistar os Estados Unidos como havia conquistado a Alemanha, insistiu no experimento. Àquela altura a criação de novos elementos já tinha se transformado numa produção bissexta envolvendo milhões de dólares e não algo a ser encarado como um jogo, mas como que por milagre o experimento com o crípton funcionou. “Victor deve falar diretamente com Deus”, brincaram os cientistas. Melhor de tudo, o elemento 118 decaía imediatamente, expelindo uma partícula alfa e se transformando no elemento 116, que também jamais havia sido visto. De uma só tacada Berkeley tinha marcado ponto em dois elementos! Correram boatos no campus da universidade de que a equipe deveria homenagear o veterano Al Ghiorso com um elemento, o 118, com o seu nome, “ghiorsium”.

Só que… quando tentaram confirmar os resultados replicando os experimentos, os russos e os alemães não conseguiram encontrar o elemento 118, só criptônio e chumbo. O resultado negativo poderia ter sido causado por antigos ressentimentos, por isso parte da equipe de Berkeley refez o experimento. Mas não encontrou nada, nem mesmo depois de meses de verificações. Perplexa, a administração de Berkeley interveio. Ao verificarem os dados originais do elemento 118, perceberam algo perturbador: não havia dados. Não existia prova alguma da existência do elemento 118 até uma última rodada de análise, quando “acertos” de repente se materializaram a partir de uns e zeros caóticos. Todos os sinais indicavam que Victor Ninov – que controlava todos os importantes detectores de radiação e os programas de computadores que os comandavam – tinha inserido falsos positivos em seu banco de dados e passado os números adiante como verdadeiros. Era um perigo não previsto na abordagem esotérica de ampliar a tabela periódica: quando elementos só existem em computadores, uma pessoa pode enganar o mundo inteiro sequestrando esses computadores.

Mortificada, a Universidade de Berkeley se retratou pela descoberta do 118. Ninov foi demitido, e o laboratório de Berkeley foi dizimado por grandes cortes orçamentários. Até hoje Ninov nega ter falsificado qualquer dado – embora, para sua infelicidade, seu antigo laboratório na Alemanha também tenha se retratado por certas (mas não todas) descobertas de Ninov depois de examinar antigos bancos de dados. Talvez pior ainda, os cientistas norte-americanos ficaram obrigados a viajar para Dubna para trabalhar com elementos pesados. E ali, em 2006, uma equipe internacional anunciou ter produzido o elemento 118 depois de bombardear um alvo de califórnio (ops!) com 10 quintilhões de átomos de cálcio. Como seria de se esperar, essa afirmação foi contestada, mas, se for mantida – e não há por que pensar que não o será –, a descoberta eliminará qualquer possibilidade de o “ghiorsium” aparecer nas tabelas periódicas. Os russos estão no controle, já que a descoberta aconteceu num laboratório russo, e eles já disseram que preferem “flyorium”.

PARTE III

Confusão periódica:

o surgimento da complexidade

8. Da física à biologia

GLENN SEABORG E AL GHIORSO levaram a caçada a elementos desconhecidos a um novo nível de sofisticação, mas não chegaram a ser os únicos cientistas a preencher novos espaços na tabela periódica. Na verdade, quando a revista Time relacionou quinze cientistas dos Estados Unidos em sua seção “Homens do Ano” de 1960, entre os escolhidos não estavam nem Seaborg nem Ghiorso, mas sim o maior artesão de elementos de uma época anterior, o homem que capturou os mais escorregadios e enganosos elementos de toda a tabela enquanto Seaborg ainda era um pesquisador na pós-graduação: Emilio Segrè.

Numa tentativa de parecer futurista, a capa da edição apresenta um minúsculo núcleo vermelho pulsante. Em lugar de elétrons, o núcleo está rodeado por fotos de quinze cabeças, todas na mesma atitude sóbria, mostrando posturas familiares a qualquer um que já tenha folheado as páginas dos professores em um anuário estudantil. As figuras incluem geneticistas, astrônomos, pioneiros do laser e pesquisadores do câncer, assim como um close de William Shockley, o ciumento cientista dos transistores e futuro eugenista. (Mesmo nessa edição, Shockley não conseguiu deixar de expor suas teorias sobre raça.) Apesar da aparência de foto de sala de aula, era uma turma ilustre, e a Time organizou a seleção para cantar vitória sobre o súbito domínio internacional da ciência norte-americana. Nas quatro primeiras décadas do Prêmio Nobel, até os anos 1940, cientistas dos Estados Unidos ganharam quinze prêmios; nos vinte anos seguintes, ganharam 42.[1]

Segrè – que, como imigrante e judeu, também representava a importância dos refugiados da Segunda Guerra Mundial no repentino domínio científico dos Estados Unidos – estava entre os mais velhos dos quinze, com 55 anos de idade. Sua foto aparece no quadrante superior esquerdo, acima e à esquerda de um homem ainda mais velho – Linus Pauling, com 59 anos, retratado no centro, mais abaixo. Os dois homens ajudaram a transformar a química da tabela periódica, e, embora não fossem amigos íntimos, conversavam e trocavam cartas sobre assuntos de interesse comum. Certa vez Segrè escreveu a Pauling pedindo conselhos sobre um experimento com berílio radioativo. Pauling perguntou depois a Segrè sobre o nome provisório do elemento 87 (frâncio), que Segrè havia descoberto e Pauling queria citar num artigo que estava escrevendo para a Encyclopaedia Britannica sobre a tabela periódica.

Mais interessante ainda é que os dois poderiam ter sido – aliás, deveriam ter sido – colegas de faculdade. Em 1922, Pauling era um jovem químico recrutado no Oregon e escreveu uma carta a Gilbert Lewis (o químico que vivia perdendo o Prêmio Nobel), na Universidade da Califórnia em Berkeley, pedindo informações sobre o curso de pós-graduação. Estranhamente, Lewis não se deu o trabalho de responder, e por isso Pauling se matriculou no Instituto de Tecnologia da Califórnia, onde brilhou como aluno e membro da faculdade até 1981. Só mais tarde Berkeley percebeu que tinha perdido a carta de Pauling. Se a tivesse lido, Lewis certamente teria aceitado Pauling, e nesse caso – dada a política de Lewis de manter os estudantes mais destacados como membros da faculdade – teria ligado Pauling a Berkeley por toda a vida.

Mais tarde, Segrè teria se encontrado ali com Pauling. Em 1938, Segrè tornou-se mais um refugiado judeu da Europa fascista quando Benito Mussolini cedeu a Hitler e demitiu todos os professores judeus na Itália. Por pior que tenha sido passar por isso, as circunstâncias em torno do ingresso de Segrè em Berkeley se provaram igualmente humilhantes. Na época em que foi demitido na Itália, Segrè estava em período sabático no Laboratório de Radiação de Berkeley, um primo famoso do departamento de química. Subitamente sem lar e assustado, Segrè implorou ao diretor do laboratório por um emprego em tempo integral. O diretor disse que sim, claro, mas com um salário mais baixo. Ele pressupôs corretamente que Segrè não tinha outra opção e forçou-o a aceitar um corte de 60% no salário, caindo de atraentes trezentos dólares por mês para 116. Segrè abaixou a cabeça e aceitou, e, logo depois, mandou buscar a família na Itália, imaginando como conseguiria mantê-la.

Segrè conseguiu superar a situação, e nas décadas seguintes ele e Pauling (principalmente Pauling) tornaram-se lendas em seus respectivos campos de atuação. Até hoje continuam sendo dois dos maiores cientistas dos quais a maioria dos leigos nunca ouviu falar. Mas um vínculo muito esquecido entre os dois – que a Time não mencionou – é que Pauling e Segrè estarão sempre unidos pela infelicidade de terem cometido dois dos maiores erros na história da ciência.

Bem, nem sempre erros na ciência levam a resultados desastrosos. A borracha galvanizada, o teflon e a penicilina foram resultado de erros. Camillo Golgi descobriu a coloração com ósmio, uma técnica para captar detalhes de neurônios visíveis, depois de espirrar o elemento no tecido cerebral. Até mesmo uma falsidade descarada – a afirmação de Paracelsus, acadêmico e protoquímico do século XVI, de que o mercúrio, o sal e o enxofre eram os átomos fundamentais do universo – ajudou a desviar a atenção dos alquimistas de sua obsessiva busca por ouro e conduzi-los a verdadeiras análises químicas. Achados casuais, frutos de atitudes desajeitadas ou até de erros clamorosos, têm empurrado a ciência adiante ao longo da história.

Os erros de Pauling e de Segrè não foram desse tipo. Foram gafes do tipo “feche os olhos e não conte ao chefe”. Em sua defesa, os dois estavam trabalhando em projetos imensamente complicados que, embora apoiados na química de átomos individuais, davam um grande passo para que a química explicasse o comportamento de sistemas de átomos. Mais uma vez, os dois poderiam ter evitado esses erros se tivessem estudado com um pouco mais de atenção a própria tabela periódica que ajudaram a esclarecer.

POR FALAR EM ERROS, nenhum elemento foi descoberto “pela primeira vez” mais vezes do que o 43. É o monstro do lago Ness do mundo dos elementos.

Em 1828, um químico alemão anunciou a descoberta dos novos elementos, o “polinium” e o “pluranium”, um dos quais ele supunha ser o elemento 43. Os dois acabaram sendo irídio impuro. Em 1846, outro alemão descobriu o “ilmenium”, que na verdade era o nióbio. No ano seguinte alguém descobriu o “pelopium”, que também era o nióbio. Os discípulos do elemento 43 afinal tiveram uma boa notícia em 1869, quando Mendeleiev construiu sua tabela periódica e deixou uma torturante lacuna entre o elemento 42 e o 44. No entanto, apesar de ser um grande cientista, o trabalho de Mendeleiev encorajou um bocado de maus cientistas, por ter convencido pessoas a procurar por alguma coisa que estavam predispostas a encontrar. Claro que, oito anos depois, um dos companheiros de Mendeleiev na Rússia pincelou o “davium” na casa 43 da tabela, mesmo pesando 50% mais do que deveria, e que mais tarde se descobriu ser uma mistura de três elementos. Finalmente, em 1896, o “lucium” foi descoberto – e descartado como ítrio – quase na chegada ao século XX.

O novo século provou-se ainda mais cruel. Em 1909, Masataka Ogawa descobriu o “nipponium”, que ele batizou em referência a seu país (Nippon, em japonês). Todos os falsos elementos 43 anteriores foram amostras contaminadas ou vestígios de elementos já descobertos. Mas Ogawa tinha mesmo descoberto um novo elemento – só que não era o que afirmava. Em sua pressa para capturar o elemento 43, ele ignorou outras lacunas na tabela, e como ninguém conseguiu confirmar seu trabalho ele se retratou, envergonhado. Só em 2004 um conterrâneo reexaminou os dados de Ogawa e determinou que sem saber ele havia isolado o elemento 75, o rênio, também desconhecido na época. Imaginar se Ogawa ficaria postumamente contente ao descobrir que ao menos tinha descoberto alguma coisa ou se teria se sentido ainda mais vexado por seu engano é uma questão de ponto de vista.

O elemento 75 foi descoberto de forma definitiva em 1925 por três químicos alemães, Otto Berg e a equipe de marido e mulher formada por Walter e Ida Noddack. Eles deram o nome ao elemento numa referência ao rio Reno. Ao mesmo tempo, anunciaram uma nova tentativa no elemento 43, que chamaram de “masurium”, em referência a uma região da Prússia. Devido ao nacionalismo responsável pela destruição da Europa uma década antes, outros cientistas não aprovaram aqueles nomes teutônicos, ou até chauvinistas – tanto o Reno quanto a Masúria foram locais de vitórias alemãs na Primeira Guerra Mundial. Armou-se um plano continental para desacreditar os alemães. Os dados acerca do rênio pareciam sólidos, por isso os cientistas se concentraram no trabalho mais rudimentar do “masurium”. De acordo com alguns acadêmicos modernos, os alemães poderiam ter descoberto o elemento 43, mas o artigo do trio continha erros grosseiros, como superestimar em muitas mil vezes mais a quantidade de “masurium” que haviam isolado. Como resultado, os já desconfiados cientistas por conta de outras alegações de descoberta do elemento 43 consideraram a descoberta inválida.

Foi só em 1937 que dois italianos isolaram o elemento 43. Para conseguir isso, Emilio Segrè e Carlo Perrier tiraram vantagem de um novo trabalho em física nuclear. A razão por que o elemento 43 vinha se mostrando tão esquivo era que seus átomos na crosta terrestre tinham se desintegrado radioativamente milhões de anos atrás em molibdênio, o elemento 42. Então, em lugar de peneirar toneladas de minério como trouxas para conseguir alguns microgramas do material (como Berg e Noddacks haviam feito), os italianos tiveram um desconhecido colega norte-americano fazendo isso por eles.

Alguns anos antes esse norte-americano, Ernest Lawrence (que uma vez definiu a reivindicação da descoberta do elemento 43 por Berg e Noddacks de “ilusória”), tinha inventado um colisor de átomos chamado ciclotron, para produzir elementos radioativos em massa. Lawrence interessava-se mais por isótopos de elementos existentes do que em criar outros novos, mas quando por acaso Segrè fez uma visita a seu laboratório durante uma viagem aos Estados Unidos, em 1937, ele ficou sabendo que o ciclotron usava peças substituíveis de molibdênio – o que fez seu contador Geiger interno disparar. Ele pediu para observar algumas sobras descartadas. Semanas depois, atendendo ao pedido de Segrè, Lawrence enviou algumas sobras de molibdênio para a Itália dentro de um envelope. O palpite de Segrè se mostrou correto: nas sobras, ele e Perrier encontraram traços do elemento 43. A lacuna mais exasperante da tabela periódica havia sido preenchida.

Claro que os alemães não desistiram de sua reivindicação pelo “masurium”. Walter Noddack chegou a discutir com Segrè em uma visita a seu escritório na Itália – e apareceu usando um uniforme intimidante, quase militar, coberto de suásticas. Isso não o tornou mais simpático para o pequeno e volátil Segrè, que também enfrentava pressões políticas em outra questão. Funcionários da Universidade de Palermo, onde Segrè trabalhava, estavam fazendo pressão para que ele batizasse seu novo elemento como “panormium”, em referência à palavra em latim para Palermo. Talvez cauteloso devido ao fiasco nacionalista em torno do “masurium”, Segrè e Perrier preferiram tecnécio, que em grego significa “artificial”. Ainda que insosso, era um nome mais adequado, uma vez que o tecnécio era o primeiro elemento feito pelo homem. Mas o nome não contribuiu muito para a popularidade de Segrè, que em 1938 conseguiu um período sabático em Berkeley sob a supervisão de Lawrence.

Não há indicação de que Lawrence guardasse ressentimentos contra Segrè por conta do caso do molibdênio, mas foi ele quem reduziu o salário de Segrè naquele mesmo ano. Aliás, Lawrence deixou escapar, indiferente aos sentimentos do italiano, o quanto se sentia feliz em economizar 184 dólares por mês para gastar em equipamentos como seu precioso ciclotron. Essa doeu. Foi outra prova de que Lawrence, apesar de toda sua habilidade em garantir fundos e conduzir pesquisas, era obtuso com as pessoas. Sempre que recrutava algum cientista brilhante, seu estilo ditatorial seguia em outra direção. Mesmo Glenn Seaborg, uma cria sua, disse certa vez que o mundialmente famoso e muito invejado Laboratório de Radiação de Lawrence deveria ter descoberto a radioatividade artificial e a fissão nuclear, as inovações científicas mais relevantes da época – e não os europeus, que afinal foram os que fizeram isso. Ter perdido essas duas oportunidades, segundo Seaborg, foi um “escandaloso fiasco”.

Mesmo assim, Segrè poderia ter apoiado Lawrence nesse último assunto. Segrè tinha sido um dos assistentes mais próximos do lendário físico italiano Enrico Fermi em 1934, quando Fermi declarou ao mundo (e estava enganado, como se viu) ter “descoberto” o elemento 93 e outros elementos transurânicos ao bombardear amostras de urânio com nêutrons. Havia muito Fermi tinha a reputação de ser o gatilho mais rápido da ciência, mas nesse caso sua rapidez no julgamento o enganou. Na verdade, ele deixou de notar uma descoberta muito mais importante que os transurânicos: sem perceber, Fermi havia induzido a fissão do urânio anos antes de qualquer outro. Quando dois cientistas alemães contradisseram os seus resultados, em 1939, o laboratório inteiro de Fermi ficou chocado – afinal, ele tinha ganhado um Prêmio Nobel pelo trabalho. Segrè sentiu-se especialmente mortificado. Sua equipe era a encarregada de analisar e identificar os novos elementos. Pior ainda, ele logo se lembrou de que havia lido um artigo (entre outros) sobre a possibilidade de fissão do átomo em 1934 e descartado a possibilidade como mal elaborada e sem fundamento – por azar, um artigo de Ida Noddack.[2]

Segrè – que depois se tornou um notável historiador da ciência (assim como, também por acaso, um notável caçador de cogumelos silvestres) – escreveu sobre o equívoco da fissão em dois livros, com a mesma afirmação concisa nas duas vezes: “A fissão … nos passou despercebida, embora tenha sido especificamente apontada por Ida Noddack, que nos enviou um artigo em que nitidamente indicava essa possibilidade … A razão de nossa cegueira não está clara.”[3] (Como curiosidade histórica, ele também poderia ter mencionado que as duas pessoas que chegaram perto da descoberta da fissão, Noddack e Irène Joliot-Curie – filha de Marie Curie –, e a que afinal a descobriu, Lise Meitner, eram todas mulheres.)

Infelizmente, Segrè aprendeu bem demais sua lição sobre a inexistência de elementos transurânicos, e logo teve seu escandaloso fiasco particular a que responder. Por volta de 1940, os cientistas supunham que os elementos antes e depois do urânio seriam metais de transição. De acordo com a aritmética deles, o elemento 90 cairia na coluna 4, e o primeiro elemento de ocorrência não natural, o 93, cairia na coluna 7, abaixo do tecnécio. Porém, como mostram as tabelas modernas, os elementos próximos ao urânio não são metais de transição. Estão posicionados abaixo dos metais terras-raras raros e na base da tabela, e agem como metais terras-raras nas reações químicas, e não como o tecnécio. A razão para essa cegueira química é clara. Apesar de todo o respeito que tinham pela tabela periódica, eles não a levaram tão a sério assim. Acharam que os metais terras-raras eram estranhas exceções cuja química aderente e peculiar não se repetiria jamais. Mas ela se repete: o urânio e outros elementos escondem elétrons em orbitais F, assim como os metais terras-raras. Por isso devem estar na mesma região da tabela periódica e se comportar como eles nas reações. Simples, ao menos em retrospecto. Um ano depois da explosiva descoberta da fissão, um colega do mesmo setor de Segrè decidiu tentar mais uma vez encontrar o elemento 93 irradiando um pouco de urânio no ciclotron. Acreditando (pelas razões expostas anteriormente) que esse novo elemento agiria como o tecnécio, ele pediu a ajuda de Segrè, pois fora ele quem descobrira o tecnécio e conhecia sua composição química melhor do que ninguém. Como o ansioso caçador de elementos que era, Segrè testou as amostras. Seguindo atrás de seu ágil mentor, Fermi, ele anunciou que os elementos agiam como metais terras-raras, e não como primos pesados do tecnécio. De novo essa tal de fissão nuclear, declarou Segrè, e logo escreveu um artigo com o mal-humorado título “An Unsuccessful Search for Transuranic Elements” [Uma busca malsucedida por elementos transurânicos].

Mas enquanto Segrè seguia em frente, o colega Edwin McMillan sentia-se inquieto. Todos os elementos têm assinaturas radioativas específicas, e os “metais terras-raras” de Segrè tinham assinaturas diferentes das dos outros metais terras-raras, o que não fazia sentido. Depois de pensar bem a respeito, McMillan imaginou que talvez as amostras se comportassem como metais terras-raras por serem primas químicas dos metais terras-raras e também divergirem do corpo principal da tabela periódica. Assim, ele e um parceiro refizeram os testes químicos e de radiação, tirando Segrè da jogada, e de imediato descobriram o primeiro elemento proibido da natureza, o netúnio. A ironia é preciosa demais para não ser apontada. Trabalhando com Fermi, Segrè havia identificado de maneira incorreta produtos da fissão nuclear como transurânicos. “Parece que sem aprender com a experiência”, lembrou Glenn Seaborg, “mais uma vez Segrè não viu necessidade de seguir a química com cuidado.” Numa falha diametralmente oposta, Segrè errou ao identificar o transurânico netúnio como um produto da fissão nuclear.

Embora furioso consigo mesmo como cientista, talvez como historiador da ciência Segrè conseguisse avaliar o que aconteceu a seguir. McMillan ganhou o Prêmio Nobel de química em 1951 por seu trabalho. Mas a Academia de Ciências da Suécia já tinha premiado Fermi pela descoberta dos elementos transurânicos. Então, em vez de admitir seu erro, a academia teve a coragem de premiar McMillan somente pelo estudo da “química dos elementos transurânicos” (itálico do autor). Mas até aí, já que a análise química cuidadosa e impecável o havia levado à verdade, talvez não tenha sido algo descabido.

SE POR UM LADO Segrè se mostrou confiante demais para seu próprio bem, isso não foi nada em comparação com o que aconteceu com Linus Pauling, o gênio do sul da Califórnia.

Após concluir seu ph.D. em 1925, Pauling aceitou uma bolsa de 18 meses na Alemanha, na época o centro do universo científico. (Assim como todos os cientistas se comunicam hoje em inglês, na época era de rigueur falar alemão.) Mas o que Pauling, ainda na casa dos 20 anos, aprendeu sobre mecânica quântica na Europa logo fez com que os Estados Unidos ultrapassassem a Alemanha e conduziu o cientista à capa da revista Time.

Em resumo, Pauling descobriu como a mecânica quântica governa as ligações químicas entre os átomos: a força das ligações, a extensão das ligações, o ângulo das ligações, quase tudo. Ele foi o Leonardo da Vinci da química – aquele que, assim como Leonardo fez ao desenhar seres humanos, percebeu os detalhes anatômicos logo da primeira vez. Como a química é basicamente o estudo de átomos estabelecendo e rompendo ligações, Pauling modernizou sozinho esse campo adormecido. Certamente mereceu um dos maiores cumprimentos científicos já prestados a alguém quando um colega disse que Pauling provou que “a química poderia ser entendida melhor do que memorizada” (itálico do autor).

Depois desse triunfo, Pauling continuou a brincar com a química básica. Logo entendeu por que os flocos de neve têm seis lados: por causa da estrutura hexagonal do gelo. Ao mesmo tempo, se mostrou claramente ansioso para ir além da físico-química como um todo. Um de seus projetos, por exemplo, determinou por que a anemia falciforme matava as pessoas: a hemoglobina deformada nas células vermelhas não conseguia reter oxigênio. Esse trabalho sobre a hemoglobina se destaca como a primeira vez em que alguém rastreou uma doença até uma molécula defeituosa.[4] Depois, em 1948, enquanto se recuperava de uma gripe, Pauling resolveu revolucionar a biologia molecular demonstrando como as proteínas podem formar longos cilindros, chamados alfa-hélices. A função da proteína depende em grande parte de seu formato, e Pauling foi o primeiro a entender como os pedaços individuais das proteínas “sabem” qual é o seu formato adequado.

Em todos esses casos, o verdadeiro interesse de Pauling (além dos óbvios benefícios para a medicina) era no surgimento de novas propriedades, quase por milagre, quando pequenos e estúpidos átomos se juntam espontaneamente em estruturas maiores. O ângulo mais fascinante é que as partes não costumam dar indicações sobre o todo. Assim como você não poderia adivinhar, a não ser que enxergasse, que átomos individuais de carbono, oxigênio e nitrogênio podem se juntar para formar algo tão útil como um aminoácido, você também não saberia que uns poucos aminoácidos podem se desdobrar em todas as proteínas que circulam em um ser vivo. Em termos de sofisticação científica, esse trabalho, o estudo do ecossistema atômico, foi um passo ainda maior do que a criação de novos elementos. Mas esse salto de sofisticação também deixou mais lugar para erros e más interpretações. A longo prazo, o sucesso fácil de Pauling com as alfa-hélices se provou irônico: se não tivesse cometido um erro grave com outra molécula helicoidal, o DNA, ele certamente seria considerado um dos cinco maiores cientistas de todos os tempos.

Assim como muitos outros, Pauling não se interessou pelo DNA até 1952, embora o biólogo suíço Friedrich Miescher tenha descoberto a molécula em 1869. Miescher conseguiu isso despejando álcool e suco gástrico de porcos em gazes empapadas de pus (que os hospitais forneciam a ele com prazer) até restar apenas uma substância viscosa, pegajosa e acinzentada. Depois de testá-la, Miescher declarou de imediato que o ácido desoxirribonucleico se mostraria importante para a biologia. Infelizmente, a análise química revelou altos níveis de fósforo na substância. Naquela época, as proteínas eram consideradas a única parte interessante da bioquímica, e como as proteínas não contêm nada de fósforo, o DNA foi visto como um vestígio, um apêndice molecular.[5]

Esse preconceito só foi revertido por um experimento impressionante feito com vírus em 1952. Os vírus sequestram as células ao aderirem a elas e então, como mosquitos ao contrário, injetam informações genéticas nocivas. Mas ninguém sabia se era o DNA ou as proteínas que portavam essas informações. Então, dois geneticistas usaram rastreadores radioativos para marcar tanto os átomos de fósforo do DNA de vírus ricos em fósforo quanto o enxofre de proteínas ricas em enxofre. Quando examinaram algumas células sequestradas, os cientistas constataram que o fósforo radioativo havia sido injetado e passado adiante, mas as proteínas sulfurosas não. As proteínas não podiam ser portadoras de informação genética. O DNA, no entanto, era.[6]

Mas o que era o DNA? Os cientistas pouco sabiam. Apresentava-se em longas fitas, e cada fita consistia de uma espinha dorsal de fósforo e açúcar. Havia também ácidos nucleicos, que se destacavam da espinha dorsal como vértebras. Mas o formato das fitas e a maneira como se ligavam eram um mistério – um importante mistério. Como Pauling demonstrou com a hemoglobina e as alfa-hélices, o formato está intimamente relacionado com a maneira como a molécula funciona. Em pouco tempo, o formato do DNA se tornou uma questão obsessiva para a biologia molecular.

E Pauling, como muitos outros, considerou que ele era a única pessoa inteligente o suficiente para resolver o mistério. E não era por arrogância, ou não era apenas por arrogância: Pauling simplesmente nunca havia sido derrotado antes. Então, em 1952, com um lápis, uma régua de cálculo e alguns dados rascunhados e de segunda mão, Pauling sentou em seu escritório na Califórnia para decifrar o DNA. Primeiro, ele decidiu, erradamente, que os volumosos ácidos nucleicos ficavam na parte exterior de cada filamento. Caso contrário, ele não conseguiria entender como a molécula poderia se estruturar. Assim, ele posicionou a espinha dorsal de fósforo e açúcar no interior da molécula. Pauling também concluiu, a partir dos dados equivocados, que o DNA era uma hélice tripla. Isso por causa de amostras incertas retiradas de DNA morto e seco, que se enrola de forma diferente de quando está vivo e úmido. O estranho formato da curvatura fazia a molécula parecer mais torcida do que na verdade é, recurvada sobre si mesma três vezes. Mas, no papel, tudo parecia plausível.

Tudo estava indo muito bem até Pauling pedir a um aluno de pós-graduação que refizesse seus cálculos. O pesquisador fez a revisão e logo se enrolou todo tentando entender onde ele tinha errado e onde Pauling havia acertado. Afinal, ele disse a Pauling que os fosfatos das moléculas pareciam não se encaixar, por uma razão elementar. Apesar da ênfase sobre átomos neutros nas aulas de química, os sofisticados químicos não pensavam nos elementos dessa maneira. Na natureza, em especial na biologia, muitos elementos existem só como íons, átomos carregados. Aliás, segundo as leis que Pauling havia ajudado a enunciar, os átomos de fósforo no DNA sempre teriam uma carga negativa, e portanto se repeliriam uns aos outros. Ele não poderia empacotar três fitas de fosfato no núcleo do DNA sem destruir a coisa toda.

O pesquisador explicou tudo aquilo, mas Pauling, sendo Pauling, ignorou-o educadamente. Não está claro por que Pauling se daria ao trabalho de pedir que alguém verificasse seus cálculos e depois não desse atenção ao resultado, mas a razão de Pauling para ignorar o aluno é clara. Ele queria a prioridade científica – queria que todas as ideias sobre DNA fossem consideradas um plágio das suas. Assim, contra sua habitual meticulosidade, ele pressupôs que os detalhes anatômicos da molécula se resolveriam em si mesmos e apressou-se para publicar seu modelo de três fitas com fósforo no início de 1953.

Enquanto isso, do outro lado do Atlântico, dois desajeitados estudantes de pós-graduação da Universidade de Cambridge matutavam sobre algumas cópias inéditas do artigo de Pauling. O filho de Linus Pauling, Peter, trabalhava no mesmo laboratório em que James Watson e Francis Crick[7] e conseguiu o artigo como cortesia. Os pesquisadores desconhecidos estavam desesperados para resolver a questão do DNA e adiantar suas carreiras. E o que leram no artigo de Pauling deixou os dois pasmos: eles tinham construído o mesmo modelo um ano antes – e o descartaram, constrangidos, depois que uma colega havia sugerido que o trabalho com a tripla hélice era medíocre.

Porém, em meio à refrega, a colega, Rosalind Franklin, sem querer revelou um segredo. Franklin era especialista em cristalografia de raios X, que mostra os formatos das moléculas. Ainda naquele ano, ela tinha examinado DNA úmido de esperma de lula e calculado que a molécula era uma fita dupla. Enquanto estudava na Suíça, Pauling também havia estudado cristalografia, e provavelmente teria resolvido o problema do DNA de imediato se tivesse os dados consolidados de Franklin. (Os dados de Pauling do DNA ressecado também foram obtidos por cristalografia de raios X.) Porém, como era um liberal declarado, Pauling teve seu passaporte revogado pelos macarthistas do Departamento de Estado e não pôde viajar para a Inglaterra em 1952 para uma importante conferência, onde poderia ter ouvido falar do trabalho de Franklin. Watson e Crick, ao contrário de Franklin, nunca partilhavam dados com rivais. Por isso aceitaram a crítica de Franklin, engoliram o próprio orgulho e começaram a trabalhar com as ideias dela. Não muito depois, Watson e Crick viram todos os seus erros reproduzidos no artigo de Pauling.

Quando afinal se convenceram do fato, os dois foram correndo procurar seu orientador, William Bragg. Bragg havia ganhado um Prêmio Nobel décadas antes, mas recentemente andava amargurado por ter perdido algumas importantes descobertas – como o formato da alfa-hélice – para Pauling, seu rival brilhante e (como definiu um historiador) “ácido e sempre em busca de publicidade”. Bragg havia proibido Watson e Crick de trabalhar com DNA depois do constrangimento da fita tripla. Mas quando os dois mostraram o erro crasso de Pauling e admitiram que tinham continuado a trabalhar em segredo, Bragg viu uma oportunidade de ainda vencer Pauling. E mandou os dois voltarem ao DNA.

Em primeiro lugar, Crick escreveu uma carta capciosa a Pauling perguntando como aquele núcleo de fósforo permanecia intacto – considerando que as próprias teorias de Pauling diziam que aquilo seria impossível e tudo o mais. Isso distraiu Pauling com cálculos fúteis. Mesmo quando Peter Pauling alertou o pai de que os dois pesquisadores estavam chegando perto, Pauling insistiu em que seu modelo de três fitas se provaria correto, que estava quase chegando lá. Sabendo que Pauling era teimoso mas não burro, Watson e Crick se esforçaram em busca de novas ideias. Os dois nunca tinham feito experimentos sozinhos, apenas interpretado dados de outras pessoas de forma brilhante. E, em 1953, os dois finalmente arrancaram de outro cientista a pista que faltava.

Esse cientista disse a eles que os quatro ácidos nucleicos do DNA (abreviados com A, C, T e G) sempre aparecem em proporções pares. Isto é, se uma amostra de DNA for 36% A, será sempre 36% T também. Sempre. O mesmo acontece com C e G. A partir disso, Watson e Crick perceberam que A e T, e C e G deveriam formar pares dentro do DNA. (Ironicamente, esse cientista havia dito a mesma coisa a Pauling anos antes durante um cruzeiro marítimo. Aborrecido por ter suas férias interrompidas por um colega que falava demais, Pauling dispensou a companhia.) Mais ainda, o milagre dos milagres, aqueles dois pares de ácidos nucleicos se encaixavam com precisão, como duas peças de um quebra-cabeça. Isso explicava por que o DNA é tão denso, de uma densidade que invalidava a principal razão de Pauling para posicionar o fósforo no interior da molécula. Então, enquanto Pauling lutava com seu modelo, Watson e Crick viravam o próprio modelo do avesso, de forma que os íons de fósforo não se tocassem. Isso resultou numa espécie de escada em espiral – a famosa dupla hélice. Tudo se encaixava de maneira brilhante, e, antes que Pauling se recuperasse,[8] eles publicaram seu modelo na edição do dia 25 de abril de 1953 da revista Nature.

E como Pauling reagiu à humilhação pública das hélices triplas e do fósforo invertido? E por ter perdido – para o laboratório rival de Bragg, ainda por cima – a maior descoberta científica do século? Com uma dignidade incrível. A mesma dignidade que todos gostaríamos de manter numa situação semelhante. Pauling admitiu seus erros, reconheceu a derrota e até prestigiou Watson e Crick convidando os dois para uma conferência profissional que organizou no final de 1953. Dada sua estatura, Pauling podia se dar ao luxo de ser magnânimo, e suas primeiras defesas da hélice dupla provaram que era mesmo.

OS ANOS DEPOIS DE 1953 foram bem melhores tanto para Pauling quanto para Segrè. Em 1955, Segrè e outro cientista de Berkeley, Owen Chamberlain, descobriram o antipróton. Antiprótons são a imagem especular dos prótons normais: têm carga negativa, podem viajar para trás no tempo e, o que é assustador, podem aniquilar qualquer matéria “real”, como você e eu, com o contato. Depois da previsão da existência da antimatéria, em 1928, um tipo de antimatéria, o antielétron (ou pósitron) foi logo e facilmente descoberto, em 1932. Mas o antipróton provou ser o esquivo tecnécio do mundo da física das partículas. O fato de Segrè ter chegado até ele depois de anos de falsos começos e afirmações dúbias é uma prova de sua persistência. Foi por essa razão que, quatro anos depois, já com suas gafes esquecidas, Segrè ganhou o Prêmio Nobel de física.[9] Bem a propósito, ele pegou emprestado o colete branco de Edwin McMillan para usar na cerimônia.

Depois de ter perdido no DNA, Pauling recebeu um prêmio de consolação: um muito devido Nobel de química, em 1954. Como era típico dele, logo depois partiu para outros campos de pesquisa. Frustrado com seus resfriados crônicos, começou a experimentar em si mesmo tomando megadoses de vitaminas. Por alguma razão, parece que as doses o curaram, e ele contou a outras pessoas, todo animado. No fim, seu imprimátur como ganhador do Prêmio Nobel deu vazão à mania de suplementos alimentares que continua até hoje, inclusive a noção cientificamente duvidosa (sinto muito!) de que a vitamina C pode curar resfriados. Além disso, Pauling – que se recusou a trabalhar no Projeto Manhattan – tornou-se o principal ativista do mundo contra armas nucleares, participando de marchas de protesto e escrevendo livros com títulos como No More War! [Chega de guerra!]. Chegou inclusive a ganhar outro Prêmio Nobel, de surpresa, em 1962, o Nobel da paz, tornando-se a única pessoa a ter recebido dois Prêmios Nobel sem nenhuma parceria. Naquele dia, no entanto, ele dividiu o palco em Estocolmo com dois laureados em medicina e fisiologia: James Watson e Francis Crick.

9. O corredor do envenenamento

PAULING APRENDEU DO JEITO MAIS DIFÍCIL que as regras da biologia são muito mais sutis do que as regras da química. Você pode muito bem abusar quimicamente dos aminoácidos e acabar com o mesmo bando de moléculas, agitadas porém intactas. Mas as proteínas mais frágeis e mais complexas de uma criatura viva vão definhar se submetidas a esse mesmo estresse, seja calor, ácido ou, pior que tudo, elementos nocivos. Os elementos mais delinquentes podem explorar um sem-número de vulnerabilidades nas células vivas, em geral se disfarçando de minerais vitais e micronutrientes. E as teorias sobre o quanto esses elementos podem ser criativos em desfazer a vida – as façanhas do “corredor do envenenamento” – configuram uma das mais sombrias subtramas da tabela periódica.

O elemento mais leve do corredor do envenenamento é o cádmio, que deve sua notoriedade a uma antiga mina no centro do Japão. Em 710 d.C., mineiros começaram a retirar metais preciosos das minas de Kamioka. Nos séculos seguintes, as montanhas de Kamioka produziram ouro, chumbo, prata e cobre, enquanto xoguns, e depois magnatas dos negócios, competiam pela terra. Mas só 1.200 anos depois de encontrado o primeiro filão é que os mineiros começaram a processar o cádmio, o metal que transformou as minas numa infâmia e o grito de “Itai-itai!” em sinônimo de sofrimento.

A guerra entre a Rússia e o Japão de 1904-1905 e a Primeira Guerra Mundial, uma década depois, aumentaram a demanda por metais no Japão, inclusive de zinco, para usar em blindados, aviões e munição. O cádmio aparece abaixo do zinco na tabela periódica, e os dois metais se misturam indistintamente na crosta terrestre. Para purificar o zinco extraído em Kamioka, é provável que os mineiros o tostassem como café e o filtrassem com ácido, separando o cádmio. Segundo os regulamentos ambientais da época, eles depois jogavam as sobras da borra de cádmio em riachos ou no solo, de onde escoavam para a água potável.

Hoje ninguém pensaria em descartar cádmio desse jeito, pois o elemento se tornou valioso demais como anticorrosivo no revestimento de baterias e peças de computadores. O cádmio tem também uma longa história de utilização em pigmentos, agentes corantes e soldas. No século XX, as pessoas chegaram a usar banho de cádmio brilhante para enfeitar xícaras da última moda. Mas a principal razão de não se jogar mais cádmio fora atualmente se deve a implicações médicas horríveis. Os fabricantes pararam de usar o elemento em canecas de luxo pelo fato de centenas de pessoas adoecerem por ano quando um suco cítrico, como a limonada, removia o cádmio das paredes do recipiente. Depois dos ataques terroristas de 11 de Setembro, os que trabalhavam nas operações de resgate no Marco Zero desenvolveram doenças respiratórias, e alguns médicos suspeitaram de imediato do cádmio, entre outras substâncias, já que o desabamento das torres do World Trade Center vaporizou milhares de dispositivos eletrônicos. A suposição estava incorreta, mas mostra o cuidado que funcionários de saúde dedicam ao elemento 48.

Infelizmente, essa conclusão foi um reflexo do que aconteceu um século atrás nos arredores das minas de Kamioka. Em 1912, os médicos da região perceberam que os fazendeiros de arroz estavam sendo vítimas de terríveis novas doenças. Os agricultores se queixavam de dores nas juntas e nos ossos, em especial as mulheres, que respondiam por 49 de cada cinquenta casos. Também sofriam de falência dos rins, e os ossos amoleciam e quebravam sob a pressão de tarefas cotidianas. Um dos médicos chegou a quebrar o pulso de uma menina ao verificar seus batimentos. A misteriosa doença explodiu nos anos 1930 e 1940 com a implantação do poder militarista no Japão. A demanda por zinco mantinha os minérios e a borra escorrendo pelas montanhas, e embora a prefeitura local (o equivalente japonês de um estado) estivesse longe dos combates, poucas áreas sofreram tanto durante a Segunda Guerra Mundial como a região ao redor das minas de Kamioka. Quando se disseminou de aldeia a aldeia, a doença ficou conhecida como itai-itai, ou “doença dói-dói”, numa referência aos gritos de dor de suas vítimas.

Só depois da guerra, em 1946, um médico local, Noboru Hagino, começou a estudar a doença de itai-itai. De início ele suspeitou que a causa fosse subnutrição. Essa teoria se provou insustentável em si mesma, por isso ele mudou o foco para as minas, cujos métodos de escavação ocidentais, altamente tecnológicos, contrastavam com os métodos primitivos dos agricultores. Com a ajuda de um professor de saúde pública, Hagino produziu um mapa epidemiológico localizando os casos de itai-itai. E fez também um mapa hidrológico mostrando onde o rio Jinzu – que corria pelas minas e irrigava os campos de cultivo a quilômetros de distância – depositava seus resíduos. Sobrepostos, os dois mapas eram quase idênticos. Depois de fazer testes em colheitas locais, Hagino percebeu que aquele arroz era uma esponja embebida em cádmio.

Um árduo trabalho de pesquisa logo revelou a patologia do cádmio. O zinco é um mineral essencial, e, assim como o cádmio se mistura com o zinco do solo, ele também interfere no zinco do corpo humano, substituindo-o. Às vezes também expulsa o enxofre e o cálcio, o que explica por que afetava os ossos das pessoas. Infelizmente, o cádmio é um elemento desajeitado e não consegue desempenhar os mesmos papéis biológicos que os outros. Mais infelizmente ainda, depois que se infiltra no corpo, não pode mais ser expelido. A subnutrição de que Hagino suspeitou no início também tinha seu papel. A dieta local dependia muito do arroz, que não contém alguns nutrientes essenciais, por isso o organismo dos fazendeiros estava faminto por certos minerais. O cádmio imita tão bem esses materiais que as células dos agricultores, em desespero, começaram a processor o elemento nos órgãos num ritmo ainda mais alto do que aconteceria em outras circunstâncias.

Hagino veio a público com seus resultados em 1961. De forma previsível, talvez até compreensível, a companhia mineradora responsável, a Mitsui Mineração e Fundição, negou qualquer infração (pois só havia comprado a companhia que fez o estrago). Para sua vergonha, a Mitsui também organizou uma campanha para desacreditar Hagino. Quando um comitê médico local foi formado para estudar a itai-itai, a Mitsui fez questão de que o comitê excluísse Hagino, o maior especialista na doença no mundo. Hagino passou a trabalhar com casos de itai-itai recém-diagnosticados em Nagasaki, que só confirmaram suas conclusões. Afinal, o comitê local, atormentado pela própria consciência e apesar de ter sido montado contra Hagiro, admitiu que o cádmio poderia estar causando a doença. Embora essa conclusão fosse tímida, um comitê de saúde governamental, chocado com as evidências de Hagino, determinou que o cádmio realmente estava causando a itai-itai. Em 1972, a mineradora começou a pagar indenizações a 178 sobreviventes, que em conjunto reivindicaram mais de 2,3 bilhões de ienes por ano. Treze anos depois, o horror do elemento 48 ainda era tão presente no Japão que, quando os cineastas precisaram matar Godzilla na sequência A volta de Godzilla, os militares japoneses do filme utilizaram mísseis de cádmio. Se lembrarmos que Godzilla ganhou vida por causa de uma bomba de hidrogênio, o elemento ganha uma visão ainda mais funesta.

Mas a itai-itai não foi um incidente isolado no Japão no século passado. Em três outras ocasiões nos anos 1900 (duas vezes com mercúrio, uma com dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio), aldeões japoneses foram vítimas de envenenamento industrial em massa. Os casos são conhecidos como as Quatro Grandes Doenças por Poluição do Japão. Além desses casos, milhares sofreram de envenenamento radioativo quando os Estados Unidos lançaram uma bomba de urânio e outra de plutônio no país, em 1945. Mas as bombas atômicas e três das Quatro Grandes foram precedidas pelo longo e silencioso holocausto nas proximidades de Kamioka. Só não foi tão silencioso para os habitantes do local. “Itai-itai.”

É ASSUSTADOR, mas o cádmio nem é o pior veneno encontrado entre os elementos. Está posicionado acima do mercúrio, uma neurotoxina. E à direita do mercúrio encontra-se o trio mais horrendo da tabela periódica – tálio, chumbo e polônio –, o núcleo do corredor do envenenamento.

Em parte essa aglomeração é uma coincidência, mas existem razões legítimas, químicas e físicas, para a alta concentração de venenos no sudeste da tabela. Paradoxalmente, uma das razões é que nenhum desses metais pesados é volátil. O sódio e o potássio puros, se ingeridos, explodiriam ao entrar em contato com as células dentro do corpo, pois reagem com a água. Mas o potássio e o sódio são tão reativos que nunca aparecem na natureza em suas formas puras e perigosas. Os elementos do corredor do envenenamento são mais sutis, e podem se disseminar pelo organismo antes de detonarem. Mais ainda, esses elementos (como muitos metais pesados) podem ter diferentes números de elétrons, dependendo das circunstâncias. Por exemplo, enquanto o potássio sempre reage como K+, o tálio pode se apresentar como Tl+ ou Tl+3. Como resultado, o tálio pode imitar muitos elementos e se enfiar em nichos bioquímicos muito diversos.

É por isso que o tálio, elemento 81, é considerado o mais mortal da tabela. As células animais têm canais de íons especiais para sugar o potássio, e o tálio entra no corpo via esses canais, em geral por osmose pela pele. Uma vez dentro do corpo, o tálio deixa de fingir que é potássio e começa a descosturar ligações-chave de aminoácidos dentro das proteínas e a desmanchar suas elaboradas dobras, tornando-as inúteis. E, diferentemente do cádmio, o tálio não adere aos ossos ou aos rins, mas se espalha como uma horda molecular de mongóis. Cada átomo pode produzir um dano desproporcional a seu tamanho.

Por essas razões, o tálio é conhecido como o veneno dos envenenadores, o elemento para pessoas que extraem um prazer quase exótico de misturar comida e bebidas com toxinas. Nos anos 1960, um notório rapaz britânico chamado Graham Frederick Young, depois de ler relatos sensacionalistas sobre assassinatos em série, começou a fazer experiências com a família borrifando tálio em suas xícaras e panelas de cozinha. Logo depois foi internado numa instituição mental, mas acabou sendo liberado, sem explicações, e envenenou mais sete pessoas, inclusive uma sucessão de patrões. Só três morreram, pois Young queria prolongar seus sofrimentos com doses não letais.

As vítimas de Young não são as únicas da história. O tálio tem um registro macabro no assassinato de espiões, órfãos e tias-avós com grandes fortunas.[1] Mas em vez de reviver situações sombrias, talvez seja melhor recordarmos a única participação do elemento 81 em uma comédia (reconhecidamente mórbida). Durante os anos de sua obsessão com Cuba, a Agência Central de Inteligência dos Estados Unidos (CIA) formulou um plano para empoar as meias de Fidel Castro com uma espécie de talco misturado com tálio. Os espiões estavam especialmente entusiasmados porque o veneno faria cair todos os cabelos do desafeto, inclusive sua famosa barba, o que eles esperavam emasculasse Castro na frente de seus camaradas antes de matá-lo. Não há registro da razão por que esse plano nunca foi tentado.

Outra razão pela qual o tálio, o cádmio e outros elementos relacionados funcionam tão bem como veneno é que permanecem durante éons. Não estou falando apenas do acúmulo no corpo, como no caso do cádmio. Assim como o oxigênio, em geral esses elementos formam núcleos estáveis e quase periféricos que nunca se tornam radioativos. É por isso que uma boa quantidade deles ainda sobrevive na crosta terrestre. Por exemplo, o elemento mais pesado entre os sempre estáveis, o chumbo, fica na casa 82, um número mágico. E o mais pesado entre os quase estáveis, o bismuto, é seu vizinho, na 83.

Pelo fato de ter um papel surpreendente no corredor do envenenamento, o bismuto merece um exame mais detalhado. Alguns fatos ligeiros sobre ele: embora seja um metal esbranquiçado e com nuances róseas, o bismuto queima com uma chama azul e emite vapores amarelos. Assim como o cádmio e o chumbo, teve ampla utilização em tintas e corantes e costuma substituir o “chumbo vermelho” nos fogos de artifício conhecidos como ovos de dragão. Além disso, de todas as quase infinitas substâncias químicas que se pode obter combinando os elementos da tabela periódica, o bismuto é um dos poucos que aumenta de volume ao ser congelado. Não estranhamos o quanto isso é bizarro por causa do gelo comum, que flutua nos lagos enquanto peixes nadam ao redor. Um teórico lago de bismuto se comportaria da mesma maneira – mas isso é raro na tabela periódica, pois os sólidos quase sempre ficam mais densos do que os líquidos. E esse gelo de bismuto provavelmente seria lindo. O bismuto se tornou um dos enfeites de mesa e balangandãs decorativos favoritos dos mineralogistas e maníacos por elementos porque pode formar rochas conhecidas como cristais de bismuto, que se contorcem em elaborados tons do arco-íris. O bismuto recém-congelado talvez se parecesse com uma materialização de um desenho de Escher em tecnicolor.

O bismuto ajudou os cientistas a sondar também as estruturas mais profundas de materiais radioativos. Durante décadas, os cientistas não conseguiam resolver cálculos contraditórios sobre se alguns elementos perdurariam até o final dos tempos. Mas, em 2003, físicos franceses enrolaram uma amostra de bismuto puro com escudos elaborados para bloquear qualquer interferência externa possível e ligaram detectores em torno dela para tentar determinar sua meia-vida, o período de tempo que levaria para que 50% da amostra se desintegrasse. A meia-vida é uma medição comum em elementos radioativos. Se um balde com cinquenta quilos do elemento radioativo X levar 3,14159 anos para perder 25 quilos, sua meia-vida será de 3,14159 anos. Depois de outros 3,14159, nós teríamos 12,5 quilos. A teoria nuclear previa que o bismuto deveria ter uma meia-vida de 20 quintilhões de anos, muito mais do que a idade do universo. (Você poderia multiplicar a idade do universo por ela mesma e chegar perto desse número – e ainda assim ter só 50% de chance de ver algum átomo de bismuto desaparecer.) O experimento francês representou mais ou menos um Esperando Godot na vida real. Porém, surpreendentemente, funcionou. Os cientistas franceses juntaram bismuto e paciência para testemunhar alguns decaimentos. Esse resultado provou que o bismuto não é o átomo estável mais pesado, mas vai viver o bastante para ser o último elemento a se extinguir.

(Um experimento igualmente beckettiano está acontecendo agora mesmo no Japão para determinar se toda a matéria acabará se desintegrando afinal. Alguns cientistas calculam que os prótons, a estrutura fundamental dos elementos, sejam levemente instáveis, com uma meia-vida de pelo menos 100 decilhões de anos. Centenas de cientistas intrépidos montaram uma imensa piscina subterrânea de água muito pura e completamente parada dentro do poço de uma mina e cercaram-na com anéis de sensores finamente apurados, para o caso de um próton se dividir durante a vigília. Admite-se que isso é muito improvável, mas é uma utilização bem mais benevolente das minas de Kamioka do que a anterior.)

As espirais coloridas e impressionantes de um cristal de bismuto se formam quando o elemento esfria num padrão cristalino de escada. Este cristal tem a largura de uma mão adulta. (Ken Keraiff, Krystals Unlimited)

Mas agora chegou a hora de confessar toda a verdade sobre o bismuto. Trata-se de um elemento tecnicamente radioativo, sim, e suas coordenadas na tabela periódica implicam que o elemento 83 deve ser terrível para nós. Divide uma coluna com o arsênio e o antimônio e está entre os piores venenos de metal pesado. Mas na verdade o bismuto é benigno. É até medicinal: os médicos prescrevem bismuto para acalmar úlceras, e o elemento é responsável pelo “bis” do remédio Pepto-Bismol. (Quando as pessoas sofriam de diarreias causadas por limonada contaminada por cádmio, o bismuto costumava ser usado como antídoto.) Acima de tudo, o bismuto talvez seja o elemento mais mal posicionado na tabela. Essa afirmação pode causar aflição entre os químicos e físicos que pretendem descobrir a coerência matemática da tabela. Na verdade, é mais uma prova de que a tabela está cheia de histórias ricas e imprevisíveis para quem sabe onde procurar.

Em vez de rotular o bismuto como uma anomalia incomum, podemos considerá-lo uma espécie de “metal nobre”. Assim como os pacíficos gases nobres dividem a tabela periódica em dois conjuntos de elementos violentos – violentos de formas diferentes –, o pacífico bismuto marca a transição do corredor do envenenamento entre os venenos convencionais que provocam dores e vômitos discutidos anteriormente e os ardentes venenos radioativos descritos abaixo.

À espreita além do bismuto encontra-se o polônio, o veneno dos venenos da era nuclear. Assim como o tálio, faz as pessoas perderem os cabelos, como o mundo descobriu em novembro de 2006 quando Alexander Litvinenko, um ex-agente da KGB, foi envenenado por polônio num sushi em um restaurante de Londres. Depois do polônio (passando por cima do raríssimo elemento astato), encontramos o radônio. Como gás nobre, o radônio é incolor e inodoro e não reage com nada. Mas como elemento pesado ele substitui o ar, assenta nos pulmões e descarrega partículas radioativas letais que inevitavelmente causam câncer no pulmão – outra maneira com que o corredor do envenenamento pode nos pegar.

A radioatividade domina a base da tabela periódica. Representa o mesmo papel que a regra do octeto para os elementos perto do topo: quase tudo que é útil nos elementos pesados deriva de como, e com que rapidez, eles se tornam radioativos. Talvez a melhor maneira de ilustrar esse ponto seja por meio da história de um jovem norte-americano que, a exemplo de Graham Frederick Young, ficou obcecado por elementos perigosos. Mas David Hahn não era um sociopata. Sua adolescência desastrosa foi consequência do desejo de ajudar as pessoas. Ele queria tanto solucionar a crise mundial de energia e eliminar o vício do petróleo – da maneira que só um adolescente pode desejar uma coisa – que esse garoto de dezesseis anos de Detroit construiu um reator nuclear num galpão de plantas no quintal da casa da mãe, como parte de um projeto clandestino de escoteiros de meados dos anos 1990 que saiu de controle.[2]

David começou cedo, influenciado por um livro chamado The Golden Book of Chemistry Experiments [O livro de ouro das experiências químicas], escrito no mesmo tom de um filme educacional dos anos 1950. Ficou tão entusiasmado com química que a mãe da namorada dele o proibiu de falar com os convidados em suas festas porque, num equivalente a falar com a boca cheia, ele costumava expor fatos inapetentes sobre substâncias químicas presentes nos alimentos durante as refeições. Mas seu interesse não era apenas teórico. Assim como muitos químicos pubescentes, David logo foi além de seu estojo de química infantil e começou a brincar com substâncias tão violentas que seriam capazes de explodir as paredes e o carpete de seu quarto. A mãe logo o baniu para o porão, depois para o galpão do quintal, o que ele gostou muito. Mas ao contrário de muitos cientistas em desenvolvimento, David não parecia melhorar em química. Certa vez, antes de uma reunião de escoteiros, ele tingiu a própria pele de laranja quando uma falsa substância corante com que estava trabalhando ebuliu e espirrou em seu rosto. Depois, em uma atitude que só alguém ignorante em química tentaria, explodiu acidentalmente um contêiner de potássio purificado depois de futucar o recipiente com uma chave de fenda (uma péssima ideia). Meses depois, um oftalmologista continuava retirando lascas de plástico dos olhos dele.

Mesmo depois de tudo isso os desastres continuaram, ainda que, diga-se em sua defesa, David tenha se envolvido em projetos cada vez mais complicados, como o reator. Para começar, ele aplicou o pouco conhecimento sobre física nuclear de que dispunha. Esse conhecimento não vinha da escola (ele era um aluno indiferente, quase relapso), mas dos panfletos a favor da energia nuclear que solicitou por correio e da correspondência que mantinha com funcionários do governo que acreditaram na enganação de um “professor Hahn” de dezesseis anos que queria elaborar experimentos para seus alunos fictícios.

Entre outras coisas, David aprendeu sobre os três principais processos nucleares – fusão, fissão e decaimento radioativo. A fusão do hidrogênio alimenta as estrelas e é o processo mais poderoso e eficiente, mas tem papel pequeno no poder nuclear na Terra, pois não é fácil reproduzir as temperaturas e as pressões necessárias para iniciá-la. Por isso, David preferiu se concentrar na fissão do urânio e na radioatividade dos nêutrons, que são subprodutos da fissão. Elementos pesados como o urânio têm dificuldade em manter as ligações de prótons positivos em seu minúsculo núcleo, uma vez que cargas de valor idêntico se repelem, e por isso acumulam nêutrons para servir como amortecedores. Quando um átomo pesado se divide em dois átomos mais leves mais ou menos do mesmo tamanho, os átomos mais leves requerem menos amortecedores de nêutrons, por isso expelem os nêutrons excedentes. Às vezes esses nêutrons são absorvidos por átomos pesados nas imediações, que se tornam instáveis e expelem mais nêutrons em uma reação em cadeia. Numa bomba, você pode deixar esse processo acontecer. Mas os reatores exigem uma sintonia mais fina, pois precisamos prolongar essa fissão por um período maior. O principal obstáculo de engenharia que David enfrentou é que, quando os átomos de urânio se dividem e liberam nêutrons, os átomos mais leves resultantes são estáveis e não conseguem perpetuar a reação em cadeia. Como resultado, os reatores convencionais apagam lentamente por falta de combustível.

Ao perceber isso – e afastando-se radicalmente da medalha de mérito em energia atômica que buscava (de verdade) –, David resolveu construir um “reator regenerador”, que produz seu próprio combustível por meio de uma inteligente combinação de espécies radioativas. A fonte de poder inicial do reator seriam projéteis de urânio-233, que logo se dividem. (O número 233 significa que o urânio tem 141 nêutrons e 92 prótons; notem o excesso de nêutrons.) Mas esse urânio estaria envolto em um revestimento de um elemento um pouco mais leve, o tório-232. Depois dos eventos da fissão, o tório absorveria um nêutron e se transformaria em tório-233. O instável tório-233 passa por um decaimento beta ao expelir um elétron, e como na natureza as cargas sempre se equilibram, ao perder um elétron negativo o tório também converte um nêutron em um próton positivo. Esse acréscimo de um próton o transforma no elemento seguinte da tabela, o protactínio-233. Por ser também instável, o protactínio expele outro elétron e se transforma no elemento inicial, o urânio-233. Como que num passe de mágica, é possível obter mais combustível combinando elementos que se tornam radioativos na ordem certa.

David tocava esse projeto nos fins de semana, já que depois do divórcio dos pais morava só parte do tempo com a mãe. Por uma questão de segurança, ele comprou um avental de chumbo usado por dentistas para proteger seus órgãos internos, e sempre que passava algumas horas no galpão do quintal descartava as roupas e os sapatos. (Sua mãe e o padrasto depois admitiram que o viram jogando roupas boas fora e acharam aquilo estranho. Mas imaginaram que David era mais inteligente que eles e que sabia o que estava fazendo.)

De todo o trabalho que ele teve, a parte mais fácil do projeto foi encontrar o tório-232. Compostos de tório têm pontos de fusão muito altos, por isso brilham muito quando aquecidos. São perigosos demais para lâmpadas domésticas, mas lâmpadas de tório são comuns em instalações industriais, especialmente em minas. Em vez de ter filamentos como pavios, as lâmpadas de tório usam pequenas malhas chamadas mantos, e David encomendou centenas de mantos de reposição de um atacadista, sem ninguém perguntar a razão. Em seguida, mostrando melhoras em seus conhecimentos de química, derreteu os mantos com um maçarico até reduzi-los a cinzas de tório. Tratou as cinzas com uma quantidade de lítio equivalente a mil dólares, obtida abrindo pilhas com um cortador de metal. O aquecimento do lítio reativo e das cinzas num bico de Bunsen purificou o tório, fornecendo a David um belo revestimento para o núcleo do seu reator.

Infelizmente, ou talvez felizmente, por mais que David soubesse sobre química e radiação, a física continuava confundindo-o. Primeiro David precisava de urânio-235 para irradiar o tório e transformá-lo, o tório, em urânio-233. Por isso ele montou um contador Geiger (um dispositivo que registra radioatividade com um clique, clique, clique) no painel do seu Pontiac e ficava dirigindo pela zona rural de Michigan como se pudesse topar com um depósito de urânio na floresta. Mas o urânio mais comum é principalmente o urânio-238, que é uma fonte de radiação fraca. (Entender como enriquecer minério separando o urânio-235 e o urânio-238, que são quimicamente idênticos, foi um fator de maior importância no Projeto Manhattan.) David acabou comprando um pouco de minério de urânio de um fornecedor na República Checa, mas também era urânio comum, não do tipo volátil. Depois de abandonar essa abordagem, David acabou construindo um “canhão de nêutrons” para irradiar o tório e dessa forma obter o urânio-233, mas o canhão não funcionou.

Algumas reportagens da mídia sensacionalista chegaram a depois anunciar que David quase conseguiu construir um reator no quintal de casa. Na verdade, ele nem chegou perto. O lendário cientista nuclear Al Ghiorso estimou que David começou com uma quantidade de material fissionável 1 quintilhão de vezes menor do que a necessária. David sem dúvida reuniu materiais perigosos e, dependendo do grau de exposição, poderia ter encurtado a própria vida. Mas isso é fácil. Existem muitas maneiras de se envenenar com radioatividade. São porém muito poucas as maneiras de dominar esses materiais com a sincronia e os controles adequados para obter algo útil.

Mesmo assim, a polícia não se arriscou quando descobriu o plano de David. Eles o encontraram tarde da noite andando ao redor de um carro estacionado e imaginaram que fosse um malandro roubando pneus. Depois de ser detido e interrogado, a polícia revistou seu Pontiac, que ele gentilmente, embora também tolamente, alertou que estava cheio de material radioativo. Foram encontrados também frascos com um pó estranho, e ele foi levado para interrogatório. David foi esperto o bastante para não mencionar o equipamento “quente” no galpão de casa, cuja maior parte ele já havia desmontado, assustado com o próprio suposto progresso e com a possibilidade de abrir uma cratera no terreno. Enquanto as agências federais discutiam para saber quem era responsável pelo problema de David – ninguém nunca havia tentado salvar o mundo ilegalmente com poder nuclear –, o caso se arrastou por meses. Enquanto isso, a mãe de David, temendo que sua casa fosse condenada, entrou no laboratório do galpão uma noite e jogou quase tudo que havia no lixo. Meses depois, policiais afinal invadiram a casa pelo quintal do vizinho, com equipamentos de proteção, para revistar o galpão. Mesmo então, as latas de lixo e as ferramentas mostravam milhares de vezes mais radioatividade do que os níveis naturais de radiação de fundo.

Como ele não tinha más intenções (e o 11 de Setembro ainda não tinha acontecido), David até que se saiu bem. Ele discutiu seu futuro com os pais e, depois de se formar no ensino médio, entrou na Marinha, ansioso para trabalhar em submarinos nucleares. Dada a sua história, a Marinha provavelmente não tinha outra escolha, mas em vez de deixar David trabalhar com reatores preferiu destacá-lo para lavar conveses. Infelizmente para si próprio, David nunca teve oportunidade de trabalhar com a ciência de maneira controlada e com equipamentos supervisionados, onde seu entusiasmo e talento nascente poderiam, quem sabe, ter resultado em algo de bom.

O desenlace da história do escoteiro radioativo é triste. Após dar baixa na Marinha, David voltou à sua cidade natal e perambulou sem muito propósito. Depois de alguns anos tranquilos, foi surpreendido pela polícia em 2007 remexendo (na verdade, furtando) detectores de fumaça do prédio onde morava. Com sua ficha corrida, aquilo era uma ofensa significativa, já que detectores de fumaça funcionam com base em um elemento radioativo, o amerício. O amerício é uma fonte confiável de partículas alfa, que podem ser canalizadas em correntes elétricas dentro dos detectores. A fumaça absorve as partículas alfa, que interrompem a corrente e disparam o alarme. Mas David já tinha usado amerício para construir seu rudimentar canhão de nêutrons, pois as partículas alfa retiram nêutrons soltos de certos elementos. Aliás, ele já havia sido apanhado antes, quando ainda era escoteiro, roubando detectores de fumaça num acampamento de verão e foi expulso do local.

Em 2007, quando sua foto foi vazada para a mídia, o rosto angelical de David estava marcado por manchas avermelhadas, como se sofresse de acne e tivesse espremido as espinhas até sangrarem. Mas em geral homens de 31 anos de idade não têm acne. A conclusão inescapável era de que estava revivendo sua adolescência com outros experimentos nucleares. Mais uma vez, a química enganou David Hahn, que nunca chegou a entender que a tabela periódica é cheia de aspectos enganadores. É uma triste lembrança que, mesmo que os elementos pesados na base da tabela não sejam venenosos da forma convencional, como são os elementos do corredor do envenenamento, eles são suficientemente prejudiciais e podem arruinar uma vida.

10. Pegue dois elementos,

me acorde de manhã cedo

A TABELA PERIÓDICA é uma coisa temperamental, e a maioria dos elementos é mais complicada do que os vilões declarados do corredor do envenenamento. Elementos obscuros fazem coisas obscuras dentro do corpo humano – em geral coisas ruins, mas às vezes boas. Um elemento pode ser tóxico numa circunstância e salvar vidas em outra, e elementos que se metabolizam de maneiras inesperadas podem fornecer novas ferramentas para diagnósticos nas clínicas médicas. A interação entre drogas e elementos pode até esclarecer como a própria vida surgiu do subproduto inconsciente da tabela periódica.

A reputação de alguns elementos medicinais se originou no passado distante. Os oficiais romanos supostamente cuidavam melhor da própria saúde do que seus soldados, pois faziam suas refeições em pratos de prata. E, por mais que dinheiro fosse algo inútil na natureza selvagem, boa parte das famílias dos pioneiros na história dos Estados Unidos investia numa boa moeda de prata, que era escondida em um tambor de leite durante as viagens de carroças pelas pradarias norte-americanas – não por segurança, mas para o leite não azedar. Consta que o conhecido astrônomo Tycho Brahe, que perdeu a ponte do nariz em um duelo entre bêbados em um mal-iluminado salão de festas em 1564, chegou a encomendar um nariz de prata para substituir sua perda. O metal estava na moda e, mais importante, evitava infecções. A única desvantagem era sua cor metálica óbvia, que obrigava Brahe a carregar potes da maquiagem que passava sempre em sua prótese nasal.

Arqueólogos curiosos chegaram a desenterrar o corpo de Brahe e descobriram uma crosta esverdeada na parte frontal de seu crânio – o que significava que o mais provável é que ele não usasse um nariz de prata, mas sim um nariz de cobre, mais leve e mais barato.[1] (Ou talvez ele trocasse de nariz, como se fossem brincos, dependendo do status de sua companhia.) De qualquer forma, cobre ou prata, a história faz sentido. Embora os dois elementos há muito tenham sido descartados como remédios populares, a ciência moderna confirma que ambos apresentam poderes antissépticos. A prata é cara demais para uso cotidiano, mas dutos e encanamentos de cobre são o padrão no interior dos edifícios atuais, como medidas de segurança pública. A carreira do cobre na saúde pública começou logo depois do bicentenário dos Estados Unidos, em 1976, depois de uma epidemia em um hotel da Filadélfia. Em julho daquele ano, uma bactéria desconhecida penetrou nos dutos úmidos do sistema de ar condicionado, proliferou-se e se aninhou na corrente de ar fresco. Em poucos dias, centenas de pessoas no hotel contraíram a “gripe” e 34 morreram. Naquela semana o hotel tinha alugado seu centro de convenções para um grupo de veteranos da American Legion, e, embora nem todas as vítimas fizessem parte do grupo, o caso ficou conhecido como a doença dos legionários.

A legislação reagiu ao episódio exigindo mais limpeza no ar e nos sistemas de água, e o cobre se mostrou a forma mais simples e barata de melhorar essa infraestrutura. Se algum fungo, bactéria ou alga se infiltra por alguma coisa feita de cobre, ele absorve átomos de cobre, o que perturba seu metabolismo (as células humanas não são afetadas). Os micróbios sufocam e morrem em poucas horas. Esse efeito – o efeito oligodinâmico ou “autoesterilizante” – torna os metais mais estéreis do que madeira ou plástico e explica por que usamos maçanetas de latão e corrimãos de metal em locais públicos. Explica também por que a maior parte das moedas que passam de mão em mão nos Estados Unidos contém quase 90% de cobre ou (como as moedas de 1 centavo) são revestidas de cobre.[2] Os tubos de cobre nos dutos de ar-condicionado também eliminam os micróbios prejudiciais que se reproduzem ali.

Também mortal para pequenas células serpeantes, ainda que um pouco mais esquivo, é o vanádio, o elemento 23, que também tem um curioso efeito colateral nos homens: é o melhor espermicida que se conhece. A maioria dos espermicidas dissolve a membrana de gordura que reveste as células espermáticas, abrindo suas entranhas. Infelizmente, todas as células têm revestimento de gordura, por isso os espermicidas em geral irritam o revestimento da vagina e tornam as mulheres suscetíveis a infecções por fungos. O que não é bom. O vanádio elimina esse problema de dissolução e apenas rompe o eixo da cauda dos espermatozoides. Sem a cauda, os espermatozoides ficam nadando em círculos, como botes com um remo só.[3]

O vanádio ainda não foi lançado no mercado como espermicida porque – e isso vem sendo um truísmo na medicina – o fato de saber que um elemento ou uma droga têm efeitos desejáveis em tubos de ensaio é muito diferente de saber como controlar esses efeitos e criar um medicamento seguro que as pessoas possam usar. Apesar de seu efeito, o vanádio ainda é um elemento duvidoso no processo metabólico do corpo. Entre outras coisas, misteriosamente, ele aumenta e reduz os níveis de glicose. É por isso que, apesar de sua baixa toxicidade, a água das fontes ricas em vanádio do monte Fuji (segundo alguns sites) é vendida pela internet como uma cura para a diabetes.

Outros elementos conseguiram fazer a transição e se tornaram medicamentos eficazes, como o até então inútil gadolínio, um assassino potencial do câncer. O valor do gadolínio vem de sua abundância de elétrons sem par. Apesar da ansiedade dos elétrons de se ligarem com outros átomos, em seus próprios átomos eles se distanciam ao máximo. Lembrem-se de que elétrons vivem em camadas, e que essas camadas se dividem em prateleiras chamadas orbitais, com cada um acomodando até dois elétrons. Curiosamente, os elétrons preenchem os orbitais como se escolhessem lugar em um ônibus: cada elétron ocupa sozinho um orbital até que outro elétron seja forçado a se instalar.[4] Quando um elétron aceita se instalar, ele é meticuloso. Sempre se senta com alguém com o “spin” oposto, uma propriedade do campo eletromagnético do elétron. Relacionar elétrons com spin e campos magnéticos pode parecer estranho, mas todas as partículas carregadas têm campos magnéticos permanentes, como pequenos planetas. Quando um elétron faz amizade com outro elétron de spin contrário, seus campos magnéticos se cancelam.

O gadolínio, que se situa no meio da linha de metais terras-raras, tem o número máximo de elétrons sentados sozinhos. O fato de ter tantos elétrons sem par, sem se cancelarem uns aos outros, faz com que esse elemento possa ser mais magnetizado do que qualquer outro – uma valiosa característica para imagens de ressonância magnética. Os aparelhos de ressonância magnética funcionam ao magnetizar levemente o tecido do corpo com ímãs potentes e depois desligando os ímãs. Quando o campo alivia, os tecidos relaxam, reorientando-se aleatoriamente e se tornando invisíveis ao campo magnético. Partes altamente magnéticas como o gadolínio demoram mais tempo para relaxar, e o aparelho capta essa diferença. Assim, ao fixar o gadolínio em agentes rastreadores de tumores – substâncias que buscam e aderem apenas a tumores –, os médicos podem captar tumores com mais facilidade. O gadolínio basicamente aciona o contraste entre os tumores e o tecido normal, e, dependendo do aparelho, o tumor aparecerá como uma ilha branca num mar de tecido acinzentado ou como uma nuvem recortada em um céu branco e brilhante.

Melhor ainda, o gadolínio pode fazer mais do que diagnosticar tumores. Pode também propiciar aos médicos uma forma de matar esses tumores com radiação intensa. A nuvem de elétrons sem par faz com que os tumores absorvam grandes quantidades de nêutrons, que o tecido normal do corpo não consegue absorver tão bem. A absorção de nêutrons torna o gadolínio radioativo, e ao se tornar nuclear ele secciona o tecido ao redor. Normalmente, detonar uma nanobomba nuclear dentro do corpo é ruim, mas se os médicos conseguirem induzir os tumores a absorver o gadolínio, ele pode funcionar como o inimigo do nosso inimigo. E ainda por cima o elemento também inibe as proteínas que reparam o DNA, de forma que as células cancerosas não conseguem reconstruir seus cromossomos dilacerados. Como qualquer um que já teve câncer pode atestar, um ataque concentrado de gadolínio apresentaria uma tremenda vantagem em relação à quimioterapia e à radiação normal contra o câncer, pois as duas matam as células cancerosas queimando tudo ao redor delas. Se essas duas técnicas podem ser comparadas a bombas incendiárias, o gadolínio poderá um dia permitir que os oncologistas façam ataques cirúrgicos sem cirurgia.[5]

Isso não quer dizer que o elemento 64 seja uma droga milagrosa. Os átomos sempre têm um jeito de navegar dentro do corpo, e como qualquer elemento que o corpo não processe regularmente o gadolínio também apresenta efeitos colaterais. Causa problemas renais em alguns pacientes que não conseguem eliminar o elemento do organismo, e outros relatam sentirem os músculos rígidos como nos primeiros estágios de rigor mortis e a pele endurecer como se fosse couro, em alguns casos dificultando a respiração. Pelo que se pode notar, existe na internet uma saudável indústria de pessoas afirmando que o gadolínio (em geral de equipamentos de ressonância magnética) arruinou a saúde delas.

Aliás, a internet é um lugar interessante para colher opiniões gerais sobre elementos medicinais obscuros. É possível encontrar sites de medicina alternativa vendendo quase qualquer elemento que não seja metal tóxico (e às vezes até alguns tóxicos) como algum tipo de suplemento.[6] Talvez não por coincidência, na internet você também encontra vários escritórios de advocacia querendo processar alguém devido à exposição a quase qualquer elemento. Até agora, os gurus da saúde parecem ter difundido suas mensagens com maior alcance que os advogados, e práticas medicinais que empregam elementos (como pastilhas de zinco) estão ficando cada vez mais comuns, em especial as que têm origem em remédios populares. Há séculos as pessoas vêm substituindo gradualmente remédios caseiros por medicamentos receitados, mas a redução da confiança na medicina ocidental levou algumas pessoas a se automedicar com “medicamentos” como prata outra vez.[7]

Devemos repetir que existe uma base científica aparente para o uso da prata, por apresentar os mesmos efeitos esterilizantes que o cobre. A diferença entre a prata e o cobre é que a prata, se ingerida, deixa a pele azulada. Para sempre. E isso, na verdade, é pior do que parece. É fácil dizer que uma pele prateada é “azul”. Mas uma coisa é o azul vivo e engraçado que as pessoas imaginam quando ouvem falar disso, outra é o tom acinzentado espectral de zumbis misturados com smurfs que as pessoas na verdade adquirem.

Por sorte essa condição, chamada argiria, não é fatal e nem provoca danos internos. No início dos anos 1900, um homem chegou a ganhar a vida como “o Homem Azul” num espetáculo de aberrações depois de ingerir uma superdose de nitrato de prata para curar sua sífilis. (Não funcionou.) Nos nossos tempos, o valente Stan Jones, de Montana, adepto convicto do sobrevivencialismo, concorreu ao Senado dos Estados Unidos pelo Partido Libertário em 2002 e em 2006, apesar de sua chocante cor azul. Para seu bem, Jones se divertia tanto com essa situação quanto a mídia. Quando perguntado sobre o que dizia para as crianças e adultos que o apontavam na rua, ele respondia sem hesitar: “Digo que estou ensaiando com minha fantasia do Dia das Bruxas.”

Jones também explicava com bom humor como tinha contraído argiria. Muito atento e preocupado com teorias conspiratórias, em 1995, ficou obcecado com o bug do milênio, em especial com a potencial falta de antibióticos no apocalipse vindouro. Por isso, decidiu que era melhor aperfeiçoar seu sistema imunológico e começou a destilar uma poção de metal pesado no próprio quintal mergulhando fios de prata ligados a baterias de 9 volts em tubos de água – um método que nem os evangélicos da prata mais empedernidos recomendariam, pois correntes elétricas com essa potência dissolvem íons de prata demais no recipiente. Jones tomou sua bebida com confiança absoluta durante quatro anos e meio, até o fiasco do bug do milênio, em janeiro de 2000.

Apesar da mancada, e apesar de ser ironizado em suas duas campanhas em série para o Senado, Jones continuou firme. Por certo ele não estava concorrendo ao cargo para despertar a Food and Drug Administration, que de maneira bem liberal só intervém em curas por elementos quando eles são muito prejudiciais ou se prometerem o que não podem cumprir. Um ano depois de perder a disputa de 2002, Jones declarou a uma revista nacional: “Eu fui culpado por ter exagerado na dose [de prata], mas ainda acredito que é o melhor antibiótico do mundo … Se houvesse um ataque biológico aos Estados Unidos ou se eu contraísse alguma doença, eu voltaria a tomar imediatamente. Estar vivo é mais importante do que ficar roxo.”

NÃO OBSTANTE O CONSELHO DE STAN JONES, os melhores remédios modernos não são elementos isolados, mas compostos complexos. Ainda assim, na história dos medicamentos modernos, alguns elementos inesperados têm tido um papel desproporcional. Essa história envolve principalmente heroicos cientistas pouco conhecidos, como Gerhard Domagk, mas começa com Louis Pasteur e uma descoberta peculiar que fez sobre uma das propriedades das biomoléculas chamada simetria quiral, que diz respeito à própria essência da matéria viva.

O mais provável é que você se considere destro, mas isso não é verdade. Você é canhoto. Todos os aminoácidos e todas as proteínas do seu corpo tendem a ser canhotas. Aliás, virtualmente todas as proteínas em todas as formas de vida que já existiram são exclusivamente canhotas. Se os astrobiólogos alguma vez encontrarem um micróbio num meteoro, na Lua ou em Júpiter, uma das primeiras coisas que eles verificariam seria a simetria quiral de suas proteínas. Se as proteínas forem canhotas, o micróbio é, provavelmente, uma contaminação terrestre. Se forem destras, com certeza será de uma vida alienígena.

Pasteur percebeu essa simetria quiral por ter começado a carreira de químico estudando modestos fragmentos de vida. Em 1849, aos 26 anos, uma vinícola pediu que ele estudasse o ácido tartárico, um subproduto inofensivo na produção de vinho. As sementes da uva e as carcaças de leveduras se decompõem em ácido tartárico e se depositam como cristais nas borras dos barris de vinho. O ácido tartárico originado da levedura tem também uma propriedade curiosa. Se for dissolvido em água e se lançarmos um facho de luz vertical na solução, o raio de luz gira em torno da vertical em sentido horário. É como girar um dial. O ácido tartárico industrial, feito pelo homem, não tem essa propriedade. Um facho de luz vertical segue a mesma direção vertical. Pasteur queria saber por que isso acontecia.

Ele descobriu que aquilo não tinha nada a ver com a química dos dois tipos de ácido tartárico. Os dois se comportavam de forma idêntica nas reações, e a composição do elemento nos dois era a mesma. Só quando examinou os cristais com uma lente de aumento é que percebeu uma diferença. Os cristais do ácido tartárico da levedura eram todos torcidos na mesma direção, como minúsculos punhos esquerdos amputados. O ácido tartárico industrial se distorcia para os dois lados, uma mistura de punhos direitos e esquerdos. Intrigado, Pasteur começou o trabalho inimaginavelmente tedioso de separar com uma pinça os grãos do tamanho de cristais de sal em uma pilha de punhos esquerdos e uma pilha de punhos direitos. Depois misturou as duas pilhas em água e fez o teste com os feixes de luz. Como imaginava, os cristais da levedura giravam o feixe para a direita, no sentido do relógio, e os cristais especulares giravam o feixe para a esquerda, em sentido anti-horário, e exatamente o mesmo número de graus.

Pasteur comentou sobre esses resultados com seu mentor, Jean Baptiste Biot, o primeiro a descobrir que alguns compostos podiam desviar a luz. O velho pediu que Pasteur mostrasse seu trabalho – e quase teve um ataque, tal foi sua emoção diante da elegância do experimento. Em essência, Pasteur demonstrara que havia dos tipos idênticos, porém espelhados, de ácido tartárico. Mais importante, Pasteur mais tarde expandiu essa ideia para mostrar que a vida tem uma forte tendência para moléculas de uma só mão, ou “quiralidade”.[8]

Depois Pasteur admitiu que havia tido um pouco de sorte nesse trabalho brilhante. Ao contrário da maioria das outras moléculas, o ácido tartárico é fácil de ser definido como elemento quiral. Além disso, embora ninguém pudesse ter previsto uma relação entre quiralidade e uma luz rotativa, Pasteur tinha Biot para orientá-lo com experimentos de rotação óptica. E, ainda por cima, o clima cooperou. Quando preparava o ácido tartárico feito pelo homem, ele deixou a substância esfriar na janela. O ácido só se separa em cristais canhotos e destros abaixo de 26°C, e se a temperatura estivesse mais alta naquela estação Pasteur nunca teria descoberto a simetria quiral. Como ele mesmo declarou: “O acaso só favorece a mente preparada.”

Pasteur foi suficientemente habilidoso para que essa “sorte” persistisse em sua vida. Embora não tenha sido o primeiro a fazer isso, ele realizou um engenhoso experimento com caldo de carne em frascos estéreis e provou em definitivo que o ar não contém nenhum “elemento vitalizante”, nenhum espírito que pudesse extrair vida da matéria morta. A vida só é formada, ainda que misteriosamente, a partir dos elementos da tabela periódica. Pasteur desenvolveu também a pasteurização, um processo que aquece o leite para matar doenças infecciosas; além de ter salvado a vida de um garotinho com sua vacina contra a raiva, seu feito mais famoso na época. Essa última façanha o transformou num herói nacional, e Pasteur explorou a fama e a influência para construir perto de Paris o instituto que leva seu nome e desenvolver sua revolucionária teoria dos germes e sua relação com as doenças.

Não exatamente por coincidência, foi no Instituto Pasteur que, nos anos 1930, alguns cientistas vingativos descobriram como funcionava a primeira droga farmacêutica feita em laboratório – e, ao fazerem isso, depositaram outra carga pesada nos ombros do descendente intelectual de Pasteur, o maior microbiologista de sua época, Gerhard Domagk.

No início de dezembro de 1935, a filha de Domagk, Hildegard, tropeçou na escada da casa da família em Wuppertal, na Alemanha, segurando uma agulha de costura. A agulha perfurou sua mão e se partiu dentro dela. Um médico extraiu o pedaço da agulha, mas dias depois Hildegard estava abatida, com febre alta e sofrendo de uma violenta infecção estreptocócica no braço. À medida que ela piorava, o próprio Domagk também ficava abatido e sofria, pois a morte era um resultado temível e comum para essas infecções. Uma vez que a bactéria começasse a se multiplicar, nenhuma droga conhecida conseguia conter seu avanço.

Só que havia uma droga – ou melhor, uma possível droga. Na verdade era uma tintura industrial que Domagk estava testando em segredo em seu laboratório. No dia 20 de dezembro de 1932, ele injetou dez vezes a dose letal da bactéria estreptococo em uma ninhada de camundongos. Ele já havia feito o mesmo com outra ninhada. Na segunda ninhada, noventa minutos depois, Domagk injetou também uma tintura industrial chamada prontosil. Na véspera de Natal, Domagk, até então um químico insignificante, voltou ao laboratório para dar uma olhada. Todos os camundongos da segunda ninhada estavam vivos. Todos os da primeira tinham morrido.

Esse não foi o único fato verificado por Domagk durante sua vigília por Hildegard. O prontosil – uma molécula orgânica anelada que contém um átomo de enxofre, o que é um pouco estranho – apresentava propriedades imprevisíveis. Na época os alemães acreditavam, o que também é um pouco estranho, que as tinturas matavam os germes tingindo seus órgãos vitais com a cor errada. Porém, embora letal para os micróbios dentro dos camundongos, o prontosil não mostrava nenhum efeito nas bactérias em tubos de ensaio. Elas continuavam felizes da vida nadando no líquido vermelho. Ninguém sabia por quê, e por causa dessa ignorância muitos médicos europeus criticaram a “quimioterapia” alemã, descartando-a como inferior à cirurgia no tratamento de infecções. Nem mesmo Domagk acreditava muito em sua droga. Entre o experimento com os camundongos em 1932 e o acidente com Hildegard, tentativas de experiências clínicas em humanos tinham ido bem, mas com alguns graves efeitos colaterais ocasionais (sem mencionar que faziam as pessoas ficarem vermelhas como lagostas). Embora Domagk estivesse disposto a arriscar a vida de pacientes em experiências clínicas em prol de um bem maior, arriscar a vida da própria filha era outra história.

Em meio a esse dilema, Domagk estava na mesma situação de Pasteur cinquenta anos antes, quando uma jovem mãe levou seu filho, tão mutilado por um cão raivoso que mal conseguia andar, para Pasteur na França. Pasteur tratou o garoto com vacinas contra raiva testadas apenas em animais e o garoto sobreviveu.[9] Pasteur não era um médico licenciado, e administrou a vacina apesar da ameaça de um processo criminal se o tratamento não desse certo. No caso de Domagk, se ele falhasse ainda sofreria a carga adicional de ter matado um membro da família. Mas, como Hildegard começou a piorar cada vez mais, Domagk não conseguiu mais ignorar a lembrança das duas gaiolas com camundongos naquela véspera de Natal, com um animado bando de roedores em uma e os outros imóveis na outra. Quando o médico de Hildegard informou que teria de amputar seu braço, Domagk abandonou a cautela. Violando quase todos os protocolos de pesquisa que se pode imaginar, ele retirou algumas doses da droga experimental de seu laboratório e começou a injetar o soro cor de sangue na filha.

De início Hildegard piorou. Nas semanas seguintes sua febre subia e descia. De repente, exatamente três anos depois do experimento do pai com os camundongos, Hildegard estabilizou. Ela iria viver, com os dois braços intactos.

Apesar da euforia, Domagk não mencionou o experimento clandestino aos colegas, para não interferir com os testes clínicos. Mas os colegas não precisavam saber sobre Hildegard para perceber que Domagk havia feito uma grande descoberta – a primeira droga antibacteriana genuína. É difícil exagerar no quanto essa droga foi uma revelação. O mundo na época de Domagk era moderno em muitos aspectos. As pessoas dispunham de transporte rápido intercontinental via trens e de comunicações internacionais via o telégrafo, mas não tinham a menor esperança de sobreviver nem mesmo às infecções mais comuns. Com o prontosil, as epidemias que vinham assolando as pessoas desde o início da história começaram a parecer vencíveis ou até mesmo erradicáveis. A única questão restante era como o prontosil funcionava.

Sem querer romper meu distanciamento autoral, a explicação seguinte deve ser acompanhada por um pedido de desculpas. Depois de ter exposto a utilidade da regra do octeto, detesto ter de dizer a vocês que existem exceções e que o prontosil funciona como remédio em boa parte por violar essa regra. Especificamente, quando cercado por elementos mais voluntariosos, o enxofre partilha os seis elétrons de sua camada mais externa e expande seu octeto até uma dúzia. No caso do prontosil, o enxofre divide um elétron com um anel de benzeno de átomos de carbono, um com uma pequena cadeia de nitrogênio e dois com dois gananciosos átomos de oxigênio. São seis ligações com doze elétrons, um malabarismo e tanto. E nenhum elemento além do enxofre consegue realizar essa proeza. O enxofre está posicionado na terceira linha da tabela periódica, por isso é grande o bastante para aceitar mais de oito elétrons e juntar todas essas partes importantes; mas também está só na terceira linha, e portanto é suficientemente pequeno para deixar tudo se encaixar ao redor num arranjo tridimensional adequado.

Por ser basicamente um bacteriologista, Domagk ignorava toda essa química, e afinal resolveu publicar seus resultados para que outros cientistas pudessem ajudá-lo a entender como o prontosil funcionava. Mas havia algumas questões capciosas a serem levadas em conta. O cartel da indústria química para o qual Domagk trabalhava, a I.G. Farbenindustrie (IGF, a empresa que mais tarde fabricou o Zyklon B de Fritz Haber), já comercializava o prontosil como corante, mas havia registrado um pedido de patente para uso medicinal do produto logo depois do Natal de 1932. E com a demonstração clínica de que a droga funcionava bem em humanos, a IGF estava muito ansiosa para manter seus direitos de propriedade intelectual. Quando Domagk quis publicar seus resultados, a empresa fez pressão para que não fizesse isso até a aprovação da patente medicinal do prontosil, um atraso que provocou críticas a Domagk e à IGF, pois as pessoas continuavam morrendo enquanto os advogados discutiam. Por essa razão, a IGF fez Domagk publicar seus resultados em um obscuro periódico alemão, para evitar que outras empresas soubessem do prontosil.

Apesar de toda essa precaução, e a despeito da revolucionária promessa do prontosil, a droga fracassou ao chegar ao mercado. Médicos estrangeiros continuaram a discutir sobre o medicamento, e muitos simplesmente não acreditavam que pudesse funcionar. Só quando o remédio ganhou uma manchete no New York Times por ter salvado a vida de Franklin Delano Roosevelt Jr., que contraiu uma grave infecção estreptocócica na garganta em 1936, o prontosil e seu solitário átomo de enxofre ganharam o devido respeito. De repente, Domagk pôde se tornar o alquimista responsável por todo o dinheiro que a IGF faturou, e toda a ignorância a respeito do prontosil pareceu insignificante. Quem se importava com isso com as vendas aumentando cinco vezes em 1936 e mais cinco vezes no ano seguinte?

Enquanto isso, os cientistas do Instituto Pasteur na França encontraram o artigo de Domagk na tal publicação obscura. Com um discurso baseado tanto nas ideias contra a propriedade intelectual (por odiarem a forma como as patentes prejudicavam a pesquisa básica) quanto nas ideias antiteutônicas (pois eles odiavam os alemães), os franceses de imediato partiram para a quebra da patente da IGF. (Nunca subestime o despeito como força motivadora da genialidade.)

O prontosil funcionou tão bem como anunciado para a bactéria, mas os cientistas do Pasteur perceberam algumas coisas estranhas quando rastrearam seu percurso pelo corpo. Primeiro, não era o prontosil que combatia a bactéria, mas um derivado dele, a sulfonamida, que as células dos mamíferos produziam partindo o prontosil em dois. Isso explicava instantaneamente por que a bactéria nos tubos de ensaio não tinha sido afetada: nenhuma célula tinha “ativado” biologicamente o prontosil. Em segundo lugar, a sulfonamida, com seu átomo central de enxofre e um hexápode de cadeias laterais, perturba a produção de ácido fólico, um nutriente usado por todas as células para replicar seu DNA e se reproduzir. Os mamíferos obtêm o ácido fólico a partir de sua dieta, o que significa que a sulfonamida não prejudica suas células. Mas a bactéria tem de produzir seu próprio ácido fólico para poder passar pelo processo de mitose e se reproduzir. Na verdade, então, os franceses provaram que Domagk não tinha descoberto um matador de bactéria, mas sim um agente de controle populacional de bactérias!

Essa novidade sobre o prontosil foi uma notícia impressionante, e não só em termos médicos. O componente mais importante do prontosil, a sulfonamida, havia sido inventado anos antes e patenteado em 1909 – pela I.G. Farbenindustrie[10] –, mas foi abandonado porque a empresa só o experimentou como corante. Em meados dos anos 1930, a patente havia expirado. Os cientistas do Instituto Pasteur publicaram seus resultados com uma alegria indisfarçável, fornecendo ao mundo uma licença para contornar a patente do prontosil. Claro que Domagk e a IGF alegaram que o prontosil, não a sulfonamida, era o componente crucial. Mas, com as evidências se acumulando contra eles, acabaram deixando de lado suas alegações. A companhia perdeu milhões em investimentos em produtos, e provavelmente centenas de milhões em lucros quando os concorrentes passaram a sintetizar outras drogas “à base de sulfa”.

Apesar da frustração profissional de Domagk, seus pares compreenderam o que ele havia feito e recompensaram o herdeiro de Pasteur com o Prêmio Nobel de 1939 em medicina e fisiologia, sete anos depois do experimento com os camundongos daquele Natal. Mas o Nobel acabou piorando a vida de Domagk. Hitler odiava o comitê do Nobel por ter conferido em 1935 o prêmio da paz a um jornalista e pacifista antinazista, e o Führer tinha praticamente tornado ilegal que qualquer alemão recebesse um Nobel. Por essa razão, a Gestapo prendeu e brutalizou Domagk por seu “crime”. Depois do início da Segunda Guerra Mundial, Domagk se redimiu um pouco ao convencer os nazistas (a princípio eles se recusaram a acreditar) que sua droga podia salvar soldados com gangrena. Mas àquela altura os Aliados também tinham drogas à base de sulfa, e a popularidade de Domagk não aumentou quando suas drogas salvaram em 1942 Winston Churchill, um homem determinado a destruir a Alemanha.

Talvez ainda pior, a droga em que Domagk havia confiado para salvar a vida da filha se tornou um fardo perigoso. As pessoas começaram a exigir sulfonamida para qualquer dor de garganta ou resfriado, e logo a encaravam como uma espécie de elixir. Essa esperança se transformou numa piada de mau gosto quando inescrupulosos vendedores nos Estados Unidos tiraram vantagem dessa mania oferecendo sulfas adoçadas com anticongelantes. Centenas morreram em algumas semanas – mais uma prova de que em termos de panaceias a credulidade dos seres humanos não tem limite.

OS ANTIBIÓTICOS FORAM O AUGE das descobertas de Pasteur a respeito dos germes. Mas nem todas as doenças são causadas por germes: muitas têm raízes em problemas químicos ou hormonais. E a medicina moderna começou a abordar essa segunda classe de doenças só depois de adotar outra grande sacada de Pasteur, a quiralidade. Não muito tempo depois de enunciar sua opinião sobre o acaso e a mente preparada, Pasteur disse outra coisa que, mesmo que não tão incisiva, desperta uma sensação de espanto mais profunda, pois se relaciona a algo realmente misterioso: o que faz a vida viver. Depois de determinar que a vida tem uma preferência pela simetria quiral num nível mais profundo, Pasteur sugeriu que a quiralidade era a única “demarcação bem definida que atualmente pode ser traçada entre a química da matéria morta e a química da matéria viva”.[11] Se você algum dia já se perguntou o que define a vida, essa é a sua resposta em termos químicos.

A afirmação de Pasteur conduziu a bioquímica durante um século, tempo em que os médicos fizeram progressos incríveis na compreensão das doenças. Ao mesmo tempo, sua sacação implicava que a cura de doenças, a verdadeira recompensa, exigiria hormônios e substâncias bioquímicas quirais – e os cientistas perceberam que a máxima de Pasteur, por mais perceptiva e útil que fosse, ressaltava de forma sutil a ignorância deles. Ou seja, ao apontar o vão entre a química “morta” que os cientistas podiam realizar no laboratório e a química das células vivas que propiciavam a vida, Pasteur mostrou também que não havia uma passagem fácil entre as duas.

Isso não impediu que as pessoas tentassem. Alguns cientistas obtiveram substâncias químicas quirais destilando essências e hormônios de animais, mas isso se provou árduo demais. (Nos anos 1920, dois químicos de Chicago tiveram de fazer um purê de milhares de quilos de testículos de touro para obter alguns gramas de testosterona pura.) Outra abordagem possível era ignorar a diferenciação de Pasteur e fabricar ao mesmo tempo versões destras e canhotas das substâncias. Era algo na verdade bem fácil de fazer, pois estatisticamente as reações que produzem moléculas quirais têm a mesma probabilidade de formar moléculas destras ou canhotas. O problema dessa abordagem é que as moléculas espelhadas têm propriedades diferentes dentro do corpo. O aroma agradável da lima e da laranja se origina das mesmas moléculas básicas, uma destra e uma canhota. Moléculas de quiralidade errada podem até destruir uma biologia canhota. Nos anos 1950, uma companhia farmacêutica alemã começou a vender um remédio para o enjoo matinal em mulheres grávidas, mas a versão benigna e curativa do ingrediente ativo foi misturada com a forma de quiralidade errada porque os cientistas não conseguiram separá-las. As aberrações de defeitos de nascença que se seguiram – especialmente de crianças nascidas sem pernas ou braços, com as mãos e os pés brotando do corpo como barbatanas de tartaruga – transformou a talidomida na mais infame droga farmacêutica do século XX.[12]

Com os desdobramentos do desastre da talidomida, as perspectivas de utilização de drogas quirais pareciam cada vez mais longínquas. Mas, enquanto as pessoas lamentavam publicamente os bebês da talidomida, um químico de St. Louis chamado William Knowles começou a brincar com um improvável herói elementar, o ródio, em um laboratório de pesquisas da Monsanto, uma empresa agrícola. Em silêncio, Knowles contornou Pasteur e demonstrou que a matéria “morta”, se você fosse esperto, podia na verdade revigorar a matéria viva.

Knowles partiu de uma molécula achatada, bidimensional, que ele queria inflar em três dimensões, pois a versão destra da molécula em três dimensões havia mostrado efeitos promissores em doenças do cérebro como o mal de Parkinson. O problema era conseguir a simetria quiral adequada. Deve ser notado que objetos em duas dimensões não podem ser quirais: afinal de contas, um pedaço de cartolina recortado na forma da sua mão direita pode ser rebatido para fazer uma mão esquerda. A simetria quiral só se aplica ao eixo Z. Mas as substâncias químicas inanimadas em reação não sabem distinguir uma das mãos da outra.[13] Elas produzem as duas, a não ser que sejam enganadas.

O truque de Knowles surgiu na forma de um catalisador de ródio. Os catalisadores aceleram reações químicas a um grau que mal podem ser entendidos em nossa maçante vida humana cotidiana. Alguns catalisadores aceleram reações em milhões, bilhões ou até trilhões de vezes. O ródio trabalha bem depressa, e Knowles descobriu que um átomo de ródio podia inflar bastante muitas de suas moléculas bidimensionais. Por isso ele fixou o ródio no centro de um composto já quiral, criando assim um catalisador quiral.

O aspecto mais interessante é que tanto o catalisador quiral com o átomo de ródio quanto a molécula alvo bidimensional eram volumosos e espaçosos. Por isso, quando se aproximavam para reagir um com o outro, pareciam dois animais obesos tentando fazer sexo. Ou seja, o composto quiral só podia espetar seu átomo de ródio na molécula bidimensional a partir de certa posição. E nessa posição, com os braços e a barriga flácida no caminho, a molécula bidimensional só podia se desdobrar em uma molécula tridimensional numa única dimensão.

A limitada margem de manobra durante o coito, aliada à capacidade catalisadora do ródio para reações aceleradas, significava que Knowles podia se sair bem fazendo só uma parte do trabalho mais difícil – criando um catalisador de ródio quiral – e ainda assim colher alqueires de moléculas com a simetria quiral desejada.

O ano era o de 1968, e a moderna síntese de drogas começava naquele momento – um momento que valeria um Prêmio Nobel em química para Knowles em 2001.

Por acaso, a droga que o ródio preparou para Knowles era a levo-dihidroxifenilalanina, ou L-dopa, uma substância que se tornou famosa com o livro Tempo de despertar, de Oliver Sacks. O livro documenta como a L-dopa despertou oitenta pacientes que haviam desenvolvido um caso grave de mal de Parkinson após contraírem a doença do sono (encefalite letárgica) nos anos 1920. Todos foram internados, muitos tinham passado quatro décadas numa neblina neurológica e outros em catatonia contínua. Sacks os definiu como “totalmente desprovidos de energia, ímpeto, iniciativa, motivação, apetite, afeto ou desejo … tão sem substância quanto fantasmas, e tão passivos como zumbis, … vulcões extintos”.

Em 1967, um médico obtivera grande sucesso no tratamento de seus pacientes com mal de Parkinson usando L-dopa, um dos precursores sintéticos da substância química cerebral dopamina. (Como o prontosil de Domagk, a L-dopa só é ativada biologicamente no corpo.) Mas as formas destra e canhota da molécula eram complicadas de ser separadas, e quinhentos gramas da droga custavam mais de 5 mil dólares. Por milagre – embora não soubesse exatamente por quê –, Sacks notou que, “por volta do final de 1968, o custo da L-dopa iniciou uma queda intensa”. Liberado pela descoberta de Knowles, Sacks iniciou, em Nova York, o tratamento de seus pacientes catatônicos não muito depois, e “na primavera de 1969, de certo modo … que ninguém poderia imaginar ou antever, esses ‘vulcões extintos’ voltaram à vida”.

A metáfora com o vulcão é adequada, pois os efeitos da droga não foram totalmente benignos. Alguns pacientes se tornaram hipercinéticos, com pensamentos atribulados, e outros começaram a alucinar e a morder coisas como animais. Mas quase todas essas pessoas esquecidas preferiam os efeitos da L-dopa à inconsciência anterior. Sacks recorda que as famílias e a equipe do hospital havia muito as consideravam “efetivamente mortas”, e mesmo algumas das vítimas também achavam o mesmo. Só a versão canhota da droga de Knowles conseguiu revivê-las. Mais uma vez, a máxima de Pasteur sobre as propriedades vitais das substâncias com a devida simetria quiral se provou verdadeira.

11. Como os elementos enganam

NINGUÉM PODERIA TER IMAGINA DO que um metal anônimo e acinzentado como o ródio poderia produzir algo tão maravilhoso como a L-dopa. Mas mesmo depois de centenas de anos de química, os elementos continuam nos surpreendendo, para o bem e para o mal. Elementos podem perturbar nossa respiração automática inconsciente, confundir nossos sentidos conscientes e até, como o iodo, enganar nossas mais altas faculdades mentais. É verdade que a química tem um bom entendimento de muitos aspectos dos elementos, como seus pontos de fusão ou sua abundância na crosta terrestre, e as 2.804 páginas e os quatro quilos do Handbook of Chemistry and Physics [Manual de Química e Física] – o Corão dos químicos – listam todas as propriedades físicas de todos os elementos com mais casas decimais do que jamais precisaremos. No nível atômico, os elementos se comportam de forma previsível. Mas quando se encontram com o caos da biologia, ainda continuam a nos surpreender. Até mesmo elementos cotidianos e blasés, quando encontrados em circunstâncias não naturais, podem apresentar algumas surpresas desagradáveis.

No dia 19 de março de 1981, cinco técnicos desmontaram um painel de uma nave espacial simulada no quartel-general da Nasa em Cabo Canaveral e entraram em uma apertada câmara traseira acima do motor. Um “dia” de 33 horas tinha acabado de terminar com uma perfeita decolagem simulada, e com o ônibus espacial Columbia – a mais avançada nave espacial já projetada – pronto para ser lançado em sua primeira missão em abril, a agência estava compreensivelmente confiante. Com a parte mais difícil do dia para trás, os técnicos, satisfeitos e cansados, se amontoaram no compartimento para uma verificação rotineira dos sistemas. Segundos depois, de uma forma assustadoramente pacífica, eles caíram prostrados.

Até aquele momento, a Nasa não havia perdido nenhuma vida no solo ou no espaço desde 1967, quando três astronautas morreram queimados durante um treinamento para a Apolo 1. Na época, sempre preocupada com cortes de custos, a Nasa só permitia a circulação de oxigênio puro nas espaçonaves e não o ar comum, que contém 80% de nitrogênio (ou seja, 80% de peso morto). Infelizmente, como a Nasa reconheceu em relatório técnico de 1966, “no oxigênio puro [as chamas] queimam mais rápido e mais quentes sem a diluição do nitrogênio atmosférico para absorver parte do calor ou provocar alguma interferência”. Quando os átomos nas moléculas de oxigênio (O_2) absorvem calor, elas de dissociam e viram um inferno ao roubar elétrons dos átomos mais próximos, num jato que faz o fogo queimar mais quente. O oxigênio não precisa de muita provocação, tampouco. Alguns engenheiros se preocuparam com que até mesmo eletricidade estática pudesse fazer o oxigênio puro e vigoroso entrar em ignição. Ainda assim, o relatório concluía que, embora “gás inerte tenha sido considerado uma forma de suprimir a capacidade de combustão … aditivos inertes não apenas não são necessários como também são cada vez mais complexos”.

Bem, essa conclusão pode ser verdadeira no espaço, onde a pressão atmosférica é inexistente e uma pequena porção de gás no interior é suficiente para evitar que a espaçonave desabe para dentro. Mas durante os treinamentos no solo, no ar pesado da Terra, os técnicos da Nasa precisavam bombear os simuladores com muito mais oxigênio para evitar que as paredes rachassem – o que significava muito mais perigo, uma vez que mesmo chamas pequenas entram em violenta combustão no oxigênio puro. Quando uma inexplicável faísca disparou durante o treinamento de 1967, o fogo engolfou o módulo e cremou os três astronautas em seu interior.

Às vezes, um desastre pode esclarecer algumas questões, e, desde então, a Nasa decidiu que os gases inertes eram necessários, com ou sem complexidades, em todos os lançadores ou simuladores. Na missão da Columbia de 1981, eles encheram qualquer compartimento que pudesse produzir faíscas com nitrogênio inerte (N_2). Motores e sistemas eletrônicos funcionam muito bem com nitrogênio, e, se alguma faísca for disparada, o nitrogênio – que se prende à sua forma molecular com mais força que o oxigênio – vai abafá-la. Trabalhadores que entrarem em um compartimento inerte só terão de usar máscaras contra gases ou esperar até que o nitrogênio seja expelido e o ar respirável volte – uma precaução não levada em conta em 19 de março. Alguém deu o sinal verde cedo demais, os técnicos entraram na câmara desprevenidos e tombaram como numa coreografia. Não só o nitrogênio impediu que seus neurônios e as células do coração absorvessem oxigênio novo como também furtaram o pouco oxigênio estocado nas células para tempos difíceis, acelerando a morte dos profissionais. Equipes de resgate conseguiram retirar os cinco homens, mas só puderam reavivar três. John Bjornstadt estava morto, e Forrest Cole morreu em coma no dia 1º de abril.

Fazendo justiça à Nasa, nas últimas décadas o nitrogênio já asfixiou mineiros em cavernas e pessoas que trabalhavam em aceleradores de partículas subterrâneos,[1] sempre em circunstâncias que remetiam a um filme de terror. A primeira pessoa a entrar no recinto desmaia em segundos sem razão aparente. A segunda e a terceira correm para ajudar e também sucumbem. A parte mais assustadora é que ninguém luta antes de morrer. Ninguém chega a entrar em pânico, apesar da falta de oxigênio. Isso pode soar incrível para quem já ficou preso embaixo d’água. O instinto para não sufocar sempre vai tentar levá-lo à superfície. Mas, na verdade, nosso coração, os pulmões e o cérebro não têm como detectar oxigênio. Esses órgãos julgam apenas duas coisas: se estamos inalando um gás, qualquer gás, e se estamos exalando dióxido de carbono. O dióxido de carbono se dissolve no sangue para formar ácido carbônico, por isso, enquanto estivermos purgando CO_2 a cada respiração e fazendo pressão no ácido, nosso cérebro relaxa. É um estratagema evolucionário ruim, na verdade. Faria mais sentido monitorar os níveis de oxigênio, já que é a nossa maior necessidade. Mas é mais fácil para as células – e em geral suficiente – verificarem se o ácido carbônico está próximo do zero, e por isso elas fazem apenas o mínimo.

O nitrogênio interrompe esse sistema, por ser inodoro e incolor e não provocar nenhum acúmulo de ácido em nossas veias. Continuamos respirando normalmente, por isso nossos pulmões se sentem relaxados e não disparam qualquer alarme mental. O nitrogênio “mata com delicadeza”, passando pelo sistema de segurança do corpo com um aceno familiar. (É irônico que o nome tradicional do grupo dos elementos na coluna do nitrogênio, os “pnictogênios”, tenha origem na palavra grega que significa “sufocar” ou “estrangular”.) Os funcionários da Nasa – as primeiras baixas do condenado ônibus espacial Columbia, que se desintegraria sobre o Texas 22 anos depois – devem ter se sentido leves e dormentes em seu torpor de nitrogênio. Mas qualquer um poderia se sentir daquele jeito depois de 33 horas de trabalho, e como não conseguiam exalar dióxido de carbono, não houve quase nenhuma atividade mental antes que perdessem os sentidos e o nitrogênio desligasse seus cérebros.

PELO FATO DE PRECISAR COMBATER MICRÓBIOS e outras criaturas vivas, o sistema imunológico do corpo é mais sofisticado em termos biológicos do que o sistema respiratório. Isso não quer dizer que seja mais difícil de ser enganado. Mas a tabela periódica também pode enganar o corpo para seu próprio bem, ao menos diante de alguns artifícios químicos que podem ameaçar o sistema imunológico.

Em 1952, o médico sueco Per-Ingvar Brånemark estava estudando como o tutano dos ossos produz novas células sanguíneas. Como tinha estômago forte, Brånemark quis observar isso diretamente, por isso abriu buracos em fêmures de coelhos e cobriu os furos com uma “janela” de titânio muito fina e transparente a uma luz mais forte. A observação foi satisfatória, e Brånemark resolveu retirar as preciosas telas de titânio para usar em outros experimentos. Para sua frustração, elas não se moviam. Ele desistiu das janelas (e dos pobres coelhos), mas, quando a mesma coisa aconteceu em outros experimentos – o titânio sempre aderia como um visgo ao fêmur –, Brånemark examinou a situação com mais atenção. O que ele viu tornou a observação de jovens células sanguíneas parecer muito menos interessante e revolucionou o dormente campo da prostética.

Desde a Antiguidade, os médicos substituíram membros com desajeitados apêndices de madeira ou pernas de pau. Durante e depois da Revolução Industrial, as próteses de metal se tornaram comuns, e soldados desfigurados depois da Primeira Guerra Mundial às vezes recebiam rostos removíveis de estanho – máscaras que permitiam aos soldados andar pela multidão sem atrair olhares. Mas ninguém tinha conseguido integrar metal ou madeira ao corpo, o que seria a solução ideal. O sistema imunológico rejeitava todas essas tentativas, fossem feitas com ouro, zinco, magnésio ou bexiga de porco revestida de crômio. Como era um sujeito que entendia de sangue, Brånemark sabia a razão. Normalmente, turbas de células sanguíneas cercam qualquer material estranho e o enredam numa camisa de força de colágeno gorduroso e fibroso. Esse mecanismo – que veda o corpo estranho e evita seu vazamento – funciona muito bem, digamos, contra a munição no caso de um acidente de caça. Mas as células não são tão espertas a ponto de distinguir entre uma matéria estranha invasiva e um corpo estranho útil. Assim, poucos meses depois de um implante, o novo apêndice era recoberto de colágeno e começava a escorregar ou se descolar.

Como isso acontecia até mesmo com metais que o corpo metaboliza, como o ferro, e como o corpo não precisa de titânio nem mesmo em quantidades vestigiais, esse elemento parecia um candidato improvável para ser aceito pelo sistema imunológico. Porém Brånemark descobriu que por alguma razão o titânio hipnotiza as células sanguíneas: o elemento dispara uma resposta imunológica zero e chega até a enganar os osteoblastos do corpo, as células formadoras de osso, que aderem ao titânio como se não houvesse diferença entre o elemento 22 e o osso verdadeiro. O titânio consegue se integrar totalmente ao corpo, enganando-o para seu próprio bem. Desde 1952, tem sido o elemento padrão para implantação de dentes, dedos atarraxáveis e juntas substituíveis, como a que minha mãe recebeu no quadril no início dos anos 1990.

Devido a uma má sorte cósmica, a artrite destruiu a cartilagem do quadril da minha mãe quando ainda jovem, deixando osso atritando contra osso, como um macete num pilão. Ela teve de fazer um enxerto no quadril com 35 anos de idade, o que significava um pino de titânio com uma bola na extremidade, tudo isso martelado como um cravo de linha férrea no fêmur serrado e com um soquete parafusado na pélvis. Alguns meses depois ela estava caminhando sem dor pela primeira vez em anos, e eu contava todo contente para todo mundo que ela tinha passado pela mesma cirurgia que o jogador de beisebol Bo Jackson.

Infelizmente, em parte por sua incapacidade de pegar mais leve com seus alunos do jardim da infância, o primeiro implante da minha mãe começou a falhar nove anos depois. A dor e a inflamação voltaram, e outra equipe de cirurgiões teve de operá-la mais uma vez. Aconteceu que o componente de plástico dentro da junta falsa tinha começado a esfarinhar, e o corpo dela diligentemente atacou as lascas de plástico e o tecido ao redor, cobrindo-os com colágeno. Mas o soquete de titânio ancorado em sua pélvis estava em ordem, e só teve de ser extraído para a colocação da nova peça de titânio. Por ter sido a paciente mais jovem a ter uma segunda prótese de titânio implantada, os cirurgiões da Mayo Clinic a presentearam com o soquete original. Ela ainda o tem até hoje em casa, num envelope de papel. Tem o tamanho de uma bola de tênis cortada ao meio, e até hoje, depois de uma década, partes de uma espécie de coral ósseo continuam inabalavelmente cimentadas na superfície cinza-escura do titânio.

MAIS AVANÇADO AINDA que o nosso sistema imunológico inconsciente é o nosso equipamento sensorial – o toque, o paladar e o olfato –, as pontes que ligam nossos corpos físicos às nossas mentes incorporadas. Mas agora já deveria estar claro que novos níveis de sofisticação introduzem novas e inesperadas vulnerabilidades em qualquer sistema vivo. E acontece que a heroica ilusão do titânio é uma exceção. Confiamos em que nossos sentidos nos deem uma real informação sobre o mundo e nos protejam do perigo, mas aprender o quanto nossos sentidos são ingênuos nos torna humildes e nos deixa um pouco assustados.

Os sensores de alarme na boca nos mandam cuspir uma colher de sopa antes de queimar a língua, mas, estranhamente, molho de pimenta contém uma substância química, a capsaicina, que também irrita esses sensores. A hortelã-pimenta refresca a boca porque o metanol da menta estimula os receptores de frio, nos deixando tremendo como se um vento ártico tivesse acabado de passar. Outros elementos operam truques semelhantes com o paladar e o olfato. Se você derramar uma porção mínima de telúrio em si mesmo, vai cheirar a alho durante semanas, e as pessoas vão saber que você esteve na sala horas depois de já ter saído. Ainda mais espantoso, o berílio, elemento 4, tem gosto de açúcar. Mais do que qualquer outro nutriente, os humanos precisam da energia rápida do açúcar para sobreviver e, depois de milênios caçando para sobreviver na floresta, seria de se pensar que dispomos de um equipamento bem sofisticado para detectá-lo. Mas o berílio – um metal pálido, difícil de derreter e insolúvel, com pequenos átomos que não se parecem em nada com as moléculas aneladas do açúcar – excita as papilas gustativas da mesma maneira.

Esse disfarce poderia ser apenas divertido, só que o berílio, embora doce em pequenas doses, pode se tornar tóxico rapidamente.[2] Segundo algumas estimativas, quase um décimo da população humana é muito suscetível a uma coisa chamada beriliose aguda, o equivalente na tabela periódica à alergia a amendoim. Mesmo para os demais, a exposição ao pó de berílio pode atacar os pulmões com a mesma pneumatose química causada pela inalação de sílica fina, como descobriu Enrico Fermi, um dos maiores cientistas de todos os tempos. Quando ainda jovem, o autoconfiante Fermi usava pó de berílio em experimentos com urânio radioativo. O berílio é ótimo para esses experimentos porque, quando misturado a matéria radioativa, reduz a velocidade das partículas emitidas. E em vez de deixar as partículas inúteis escaparem no ar, o berílio as prende na treliça de urânio para soltar mais partículas. Já bem mais tarde, depois de ter se mudado da Itália para os Estados Unidos, Fermi ficou tão ousado com essas reações que conseguiu dar início à primeira reação nuclear em cadeia de todos os tempos em uma quadra de squash da Universidade de Chicago. (Felizmente ele também soube quando parar.) Mas, enquanto Fermi domava o poder nuclear, o simplório berílio estava acabando com ele. Sem perceber, ele já tinha inalado demais de seu açúcar químico de confeiteiro quando jovem e acabou sucumbindo à pneumatose aos 53 anos de idade, preso a um balão de oxigênio com os pulmões em frangalhos.

O berílio consegue enganar até pessoas que deveriam saber das coisas, em parte pelo fato de os humanos terem um senso de paladar tão esquisito. Bem, alguns dos cinco tipos de papilas gustativas são reconhecidamente confiáveis. São as papilas gustativas para alimentos amargos, especialmente plantas, ou para substâncias venenosas compostas de nitrogênio, como o cianeto nas sementes de maçã. As papilas para o sabor umami se concentram no glutamato, presente no tempero Ajinomoto. Por ser um aminoácido, o glutamato ajuda a formar proteínas, por isso as papilas gustativas nos alertam em relação a alimentos ricos em proteínas. Mas as papilas responsáveis pelo doce e pelo azedo são fáceis de enganar. O berílio as engana, assim como uma proteína específica nas frutas de algumas plantas. Apropriadamente chamada de miraculina, essa proteína elimina o desagradável azedume de um alimento sem alterar as nuances do seu paladar, por isso o vinagre de sidra de maçã tem gosto de sidra de maçã, ou o molho Tabasco tem gosto de molho marinara. A miraculina faz isso emudecendo as papilas gustativas responsáveis pelo azedo e aderindo às papilas responsáveis pelo doce, colocando-as em alerta vermelho contra íons de hidrogênio (H+) itinerantes. Nesse esquema, pessoas que inalam sem querer ácido sulfúrico ou clorídrico em geral relatam que os dentes doem como se estivessem sendo forçadas a comer gomos de limão muito azedos. Porém, como demonstrou Gilbert Lewis, os ácidos estão intimamente ligados a elétrons e outras cargas. No nível molecular, então, “azedo” é simplesmente o que sentimos quando nossas papilas gustativas se abrem para a entrada de íons de hidrogênio. Nossa língua confunde a eletricidade, o fluxo de partículas carregadas, com ácidos azedos. Alessandro Volta, um conde italiano que inspirou o termo “volt”, demonstrou esse fato por volta de 1800 com um inteligente experimento. Volta pediu a alguns voluntários que formassem uma corrente e que cada um beliscasse a língua do outro. As duas pessoas nas extremidades puseram então os dedos em terminais de bateria. Instantaneamente, ao longo de toda a corrente, as pessoas sentiram gosto de azedo nos dedos das outras.

As papilas gustativas responsáveis pelo salgado também são afetadas pelo fluxo de cargas elétricas, mas apenas as cargas de certos elementos. O sódio dispara o reflexo ao sal na nossa língua com muita intensidade, mas o potássio, primo químico do sódio, pega carona e também assume o gosto de sal. Os dois elementos existem na natureza como íons carregados, e é principalmente essa carga, não o sódio ou o potássio em si, que a língua detecta. Nós desenvolvemos esse paladar porque os íons de sódio e de potássio ajudam as células nervosas a enviar sinais e os músculos a se contrair. Por essa razão, sem as cargas que eles suprem estaríamos literalmente mortos cerebralmente e nosso coração pararia de bater. Nossa língua é sensível também a outros íons importantes para a fisiologia, como o magnésio e o cálcio, também com um sabor levemente salgado.[3]

Porém, como o paladar é uma coisa complicada, a salinidade não é assim tão certinha quanto se poderia deduzir do último parágrafo. Em termos fisiológicos, também sentimos o gosto de íons inúteis que imitam o sódio e o potássio como sabores salgados (por exemplo, o lítio e o antimônio). E dependendo dos pares formados pelo sódio e pelo potássio, mesmo estes podem ter gosto doce ou azedo. Às vezes, como no caso do cloreto de potássio, as mesmas moléculas têm gosto amargo em baixas concentrações, mas em altas concentrações se metamorfoseiam em tons salgados, como num truque de Willy Wonka. O potássio também pode travar a língua. Mastigar gimnemato de potássio, uma substância química presente nas folhas da planta Gymnema sylvestre, neutralizará a miraculina, a proteína milagrosa que transforma o azedo em doce. Aliás, depois de mastigar gimnemato, a sensação semelhante à causada pela cocaína na língua e no coração provocada em geral pela glicose, pela sacarose ou pela frutose desaparece, e uma pilha de açúcar puro amontoada na língua terá gosto de areia.[4]

Tudo isso indica que o paladar é um péssimo e perigoso guia para sobreviver em meio aos elementos. A razão pela qual o potássio comum nos engana é estranha, mas talvez a ansiedade e a busca de recompensa dos centros de prazer de nosso cérebro sejam boas estratégias na busca por nutrientes. Quanto ao berílio, talvez ele nos engane porque o ser humano só encontrou berílio puro depois que um químico o isolou em Paris depois da Revolução Francesa, por isso ainda não tivemos tempo de desenvolver uma saudável aversão ao elemento. A questão é que, ao menos em parte, somos um produto do nosso ambiente, e por mais que nosso cérebro saiba analisar informações químicas em um laboratório ou projetar experiências químicas, nossos sentidos chegarão às suas próprias conclusões e encontrarão alho no telúrio e açúcar no berílio em pó.

O paladar continua sendo um dos nossos prazeres primais, e deveríamos nos sentir maravilhados com sua complexidade. O principal componente do paladar, o olfato, é o único sentido que contorna nosso processamento lógico neural e se liga diretamente aos centros emocionais do cérebro. E como uma combinação de sentidos, toque e olfato, o paladar toca mais fundo em nossas reservas emocionais do que nossos outros sentidos conseguem por si sós. Existe uma razão para beijarmos com a língua. Só que, quando se trata da tabela periódica, é melhor manter a boca fechada.

NOSSO ORGANISMO É TÃO COMPLICADO, tão sujeito ao bater de asas de uma borboleta em um lugar distante, que não podemos saber o que vai acontecer se injetarmos um elemento aleatório em nossa corrente sanguínea, no fígado ou no pâncreas. Nem mesmo a mente ou o cérebro estão imunes. As faculdades superiores dos seres humanos – nossa lógica, sabedoria e julgamento – estão sujeitas a ser enganadas por elementos como o iodo.

Talvez isso não devesse ser uma surpresa, pois o iodo tem esse poder ilusório embutido em sua estrutura química. Os elementos tendem a ficar cada vez mais pesados ao longo das colunas da esquerda para a direita, e nos anos 1860 Dmitri Mendeleiev decretou que o aumento do peso atômico dirige a periodicidade da tabela, o que faz do aumento do peso atômico uma lei universal da natureza. O problema é que as leis universais da natureza não podem ter exceções, e Mendeleiev conhecia uma exceção particularmente intratável no canto inferior direito da tabela. Para que o telúrio e o iodo permanecessem alinhados abaixo de elementos semelhantes, o telúrio, elemento 52, deveria estar à esquerda do iodo, mas se mantinha teimosamente menos pesado, sem se importar com quantas vezes Mendeleiev se enfurecesse com os químicos ou bradasse que seus equipamentos de pesagem estavam descalibrados. Fatos são fatos.

Atualmente essa inversão parece um inofensivo ardil químico, uma piada que deveria deixar Mendeleiev mais humilde. Hoje os cientistas conhecem quatro pares de inversões entre os 92 elementos naturais – argônio-potássio, cobalto-níquel, iodo-telúrio e tório-protactínio – e mais alguns entre os elementos ultrapesados feitos pelo homem. Porém, um século depois de Mendeleiev, o iodo foi flagrado numa enganação ainda maior e mais insidiosa, como um vigarista barato envolvido em um golpe da máfia. Até hoje persiste um boato entre os bilhões de habitantes da Índia de que Mahatma Gandhi, aquele sábio da paz, odiava iodo de forma absoluta. Gandhi provavelmente detestava também o urânio e o plutônio, por causa das bombas que produziram, mas, de acordo com modernos discípulos que querem preservar sua poderosa figura, Gandhi reservava um lugar especial no coração para odiar o elemento 53.

Em 1930, Gandhi liderou o povo hindu na famosa Marcha do Sal até Dandi, para protestar contra o opressivo imposto britânico sobre o sal. O sal era uma das poucas commodities que países pobres como a Índia conseguiam produzir por conta própria. As pessoas simplesmente juntavam água do mar, deixavam evaporar e vendiam o sal seco na rua em sacos de aniagem. O imposto de 8,2% do governo britânico sobre a produção de sal era equivalente, em ambição e ridículo, a cobrar os beduínos por escavarem a areia ou os esquimós por fazerem gelo. Para protestar contra isso, no dia 12 de março, Gandhi e 78 seguidores partiram para uma marcha de 360 quilômetros. A caminhada foi reunindo cada vez mais gente pelas aldeias, e quando a horda chegou à cidade costeira de Dandi, em 6 de abril, formava um trem de três quilômetros de comprimento. Gandhi reuniu a multidão para uma manifestação, e em seu clímax pegou um punhado de lama rica em sal e bradou: “Com este sal eu estou abalando os pilares do Império [britânico]!” Era uma espécie de Boston Tea Party do subcontinente. Gandhi estimulou as pessoas a produzir sal ilegal e não taxado, e, quando a Índia conseguiu sua independência, dezessete anos depois, o chamado sal comum era realmente comum no país.

O único problema é que o sal comum contém pouco iodo, um ingrediente vital para a saúde. No início dos anos 1900, os países ocidentais entenderam que acrescentar iodo à dieta era a medida de saúde mais barata e mais eficiente que um governo poderia tomar para evitar defeitos congênitos e retardo mental. Começando pela Suíça, em 1922, muitos países tornaram obrigatório o uso do sal iodado, uma vez que o sal é uma forma barata e fácil de administrar o elemento. Os médicos indianos logo perceberam que, como o sal da Índia não continha iodo e o país tinha altas taxas de natalidade, eles poderiam salvar milhões de crianças de deformidades iodando também o seu sal.

Mas mesmo décadas depois da marcha de Gandhi até Dandi, a produção de sal ainda era uma indústria do povo e para o povo, e o sal iodado, que o Ocidente empurrou para a Índia, conservava sua aura de colonialismo. À medida que os benefícios à saúde se tornaram mais claros e que a Índia foi se modernizando, vetos ao sal não iodado se difundiram nos governos estaduais indianos entre os anos 1950 e 1990, mas não sem discórdias. Em 1998, houve reações quando o governo federal hindu obrigou três estados produtores a banir o sal comum. Famílias produtoras de sal protestaram contra os custos adicionais do processo. Nacionalistas hindus e partidários de Gandhi se opuseram à ciência ocidental dominante. Alguns hipocondríacos chegaram a se preocupar, sem nenhum fundamento, de que o sal iodado causaria câncer, diabetes, tuberculose e, estranhamente, “irritabilidade”. Esses opositores trabalharam freneticamente, e dois anos depois – para horror da ONU e de todos os médicos da Índia – o primeiro-ministro rejeitou o veto federal ao sal comum. Tecnicamente isso tornou o sal comum legal em apenas três estados, mas a decisão foi considerada uma aprovação de fato. O consumo de sal iodado caiu 13% no país. Os defeitos congênitos aumentaram proporcionalmente.

Por sorte, a rejeição durou apenas até 2005, quando um novo primeiro-ministro vetou outra vez o sal comum. Mas isso não resolveu o problema de iodo na Índia. Os ressentimentos em nome de Gandhi ainda fazem as pessoas se revoltarem. Com a esperança de inculcar um amor ao iodo numa geração menos ligada a Gandhi, a Organização das Nações Unidas vem estimulando as crianças a trazer sal de suas casas para a escola, onde elas e os professores fazem testes de laboratório para detectar deficiencies em iodo. Mas tem sido uma batalha perdida. Embora o custo da Índia para produzir sal iodado seja apenas de um centavo de dólar por habitante por ano, os custos do transporte são altos, e metade do país – meio bilhão de pessoas – não consegue comprar sal iodado com regularidade atualmente. As consequências são sombrias, e vão além dos defeitos congênitos. A falta de iodo provoca bócio, um inchaço feio da glândula tireoide no pescoço. Se a deficiência persistir, a tireoide se contrai. Como a tireoide regula a produção e a liberação de hormônios, inclusive hormônios cerebrais, o corpo não consegue funcionar bem sem ela. As pessoas podem perder faculdades mentais e até apresentar retardo mental.

O filósofo inglês Bertrand Russell, outro proeminente pacifista do século XX, certa vez usou esses fatos medicinais sobre o iodo para elaborar um argumento contra a existência da alma imortal. “A energia usada para pensar parece ter uma origem química …”, escreveu. “Por exemplo, a deficiência de iodo transforma um homem inteligente em um idiota. Os fenômenos mentais parecem estar relacionados com a estrutura material.” Em outras palavras, o iodo fez Russell perceber que a razão, as emoções e as lembranças dependem de condições materiais do cérebro. Ele não via como separar a “alma” do corpo, e concluiu que a pródiga vida mental dos seres humanos, a fonte de toda sua glória e de boa parte de sua aflição, só decorre da química. Somos parte integrante da tabela periódica, de cima a baixo.

PARTE IV

Os elementos da personalidade humana

12. Elementos políticos

O CÉREBRO E A MENTE HUMANOS são as estruturas mais complexas que conhecemos. Elas sobrecarregam as pessoas com desejos intensos, complexos e às vezes contraditórios, e até mesmo algo tão austero e cientificamente puro como a tabela periódica reflete esses desejos. Afinal, foram os humanos falíveis que a criaram. Mais do que isso, é na tabela que o conceitual se mistura com a sujeira, onde nossa aspiração de conhecer o universo – a mais nobre das faculdades humanas – precisa interagir com a matéria concreta que compõe o nosso mundo, a matéria-prima de nossos vícios e limitações. A tabela periódica incorpora nossos fracassos e frustrações em todos os aspectos humanos: economia, psicologia, as artes e – como demonstram o legado de Gandhi e as controvérsias sobre o iodo – a política. Não menos importante do que a história científica, existe uma história social dos elementos.

O melhor local para rastrear essa história é a Europa, começando por um país que era apenas um peão diante dos poderes coloniais na Índia de Gandhi. Como num palco de teatro mambembe, a Polônia já foi chamada de “país sobre rodas”, por conta de todas as suas entradas e saídas no palco mundial. Os impérios ao redor da Polônia – a Rússia, a Áustria, a Hungria, a Prússia, a Alemanha – travaram, durante muito tempo, escaramuças nesse território plano e indefeso, revezando-se politicamente na partilha desse “parque de diversões de Deus”. Se você escolher aleatoriamente um mapa de qualquer ano durante os cinco séculos passados, são boas as probabilidades de que Polska (a Polônia) não esteja presente.

A propósito, a Polônia não existia quando uma das mais ilustres polonesas de todos os tempos, Marie Skłodowska, nasceu em Varsóvia, em 1867, na época em que Mendeleiev estava criando suas grandes tabelas. A Rússia havia absorvido Varsóvia quatro anos antes, depois de uma fracassada revolta (como acontecia com a maioria das revoltas polonesas) pela independência. A Rússia czarista tinha uma visão retrógrada a respeito da educação das mulheres, por isso a jovem Marie foi ensinada pelo próprio pai. Ela demonstrou aptidão para a ciência já adolescente, mas também se uniu a grupos políticos imediatistas e promoveu agitações pela causa da independência. Depois de fazer manifestações demais contra as pessoas erradas, Skłodowska achou mais prudente se mudar para outro grande centro cultural da Polônia, a Cracóvia (que na época, suspiro, pertencia à Áustria). Mas nem assim conseguiu o treinamento científico que buscava. Finalmente Marie se mudou para a Sorbonne, na longínqua Paris. Ela pretendia voltar à sua terra natal depois de obter seu ph.D., mas acabou se apaixonando por Pierre Curie e permaneceu na França.

Nos anos 1890, Marie e Pierre Curie deram início ao que talvez tenha sido a mais fecunda colaboração na história da ciência. A radioatividade era o mais novo e promissor campo de estudos da época, e o trabalho de Marie com o urânio, o mais pesado elemento natural, propiciou uma primeira revelação crucial: sua química era separada de sua física. Átomo por átomo, o urânio puro emitia exatamente os mesmos raios radioativos que o urânio mineral, pois as ligações de elétrons entre um átomo de urânio e os átomos ao redor (sua química) não o afetavam quando o núcleo se torna radioativo (sua física). Os cientistas não precisavam mais examinar milhões de substâncias químicas para medir a radioatividade de cada uma (como precisam fazer para encontrar seus pontos de fusão, por exemplo). Eles só precisavam estudar os noventa e tantos elementos da tabela periódica. Isso simplificou muito o estudo, removendo teias de aranha e revelando os alicerces que sustentavam o edifício. Os Curie dividiram o Prêmio Nobel de física por essa descoberta.

Durante esse período, a vida em Paris foi satisfatória para Marie, e, em 1897, ela teve uma filha, Irène. Mas nunca parou de se considerar polonesa. Na verdade, Curie foi um exemplo precoce de uma espécie cujos integrantes aumentaram muito no século XX – a dos cientistas refugiados. Como qualquer outra atividade humana, a ciência sempre foi sujeita à política – com maledicências, ciúmes e jogadas mesquinhas. Nenhuma avaliação da política da ciência estaria completa sem exemplos desse tipo. Mas o século XX fornece os melhores (isto é, os mais assustadores) exemplos históricos de como as ações de um império podem distorcer a ciência. A política prejudicou a carreira de duas mulheres cientistas que provavelmente foram as maiores de todos os tempos, e até mesmo iniciativas puramente científicas para revisar a tabela periódica abriram brechas entre químicos e físicos. Mais do que qualquer coisa, a política demonstrou o quanto era loucura os cientistas enterrarem a cabeça no trabalho de laboratório esperando que o mundo ao redor resolvesse seus problemas da mesma forma impecável com que eles lidavam com suas equações.

Pouco depois de receber o Prêmio Nobel, Curie fez outra descoberta fundamental. Após realizar experimentos para purificar o urânio, ela percebeu, com curiosidade, que os “detritos” restantes que normalmente descartava eram trezentas vezes mais radioativos do que o urânio. Esperançosos de que os resíduos contivessem algum elemento desconhecido, ela e o marido alugaram um barracão que já fora usado para dissecar cadáveres e começaram a ferver milhares de quilos de uraninita, um minério de urânio, num caldeirão, remexendo a substância com “um bastão de ferro quase do meu tamanho”, segundo relato de Marie, só para conseguir uns poucos gramas de resíduo para estudá-lo de forma adequada. Foram anos de um trabalho tedioso e opressivo, mas o esforço culminou em dois novos elementos – o que resultou em outro Prêmio Nobel, em 1911, dessa vez em química, pois os elementos se mostraram muito, muito mais radioativos do que qualquer coisa conhecida até então.

Pode parecer estranho que o mesmo trabalho de base tenha sido reconhecido em diferentes categorias da premiação, mas naquela época a diferença entre os campos na ciência atômica não era tão clara como hoje em dia. Muitos dos primeiros ganhadores, tanto em física quanto em química, receberam o prêmio por trabalhos relacionados com a tabela periódica, pois os cientistas ainda estavam lutando para entendê-la. (Só quando Glenn Seaborg e sua equipe criaram o elemento 98 e o chamaram de cúrio, em homenagem a Marie, o trabalho passou a ser considerado afinal uma atividade da química.) No entanto, ninguém além de Marie Curie saiu daquela época inicial com mais de um Nobel.

Como descobridores desses novos elementos, os Curie ganharam o direito de dar nomes a eles. Para capitalizar a sensação que esses estranhos metais radioativos provocaram (ainda mais pelo fato de um dos descobridores ser uma mulher), Marie chamou o primeiro elemento isolado de polônio, numa referência ao seu inexistente país natal. Até então nenhum elemento havia sido nomeado em homenagem a uma causa política, e Marie supôs que sua ousada escolha chamaria a atenção do mundo e revigoraria a luta da Polônia pela independência. Não foi bem assim. O público piscou e bocejou, preferindo se deliciar com os detalhes impudicos da vida pessoal de Marie.

O primeiro deles foi uma tragédia: em 1906, uma carruagem urbana atropelou e matou Pierre[1] (que foi a razão de ele não ter dividido com ela o segundo Prêmio Nobel, pois só pessoas vivas são elegíveis à premiação). Alguns anos depois, num país ainda em ebulição por causa do caso Dreyfus (quando o Exército francês inventou acusações de espionagem contra um oficial judeu chamado Dreyfus e o condenou por traição), a prestigiosa Academia Francesa de Ciências recusou a admissão de Marie por ela ser mulher (o que era verdade) e por suspeita de ser judia (o que não era verdade). Logo depois, ela e um colega cientista, Paul Langevin – e, como se viu depois, também seu amante –, compareceram juntos a uma conferência em Bruxelas. Ofendida por essa viagem, a sra. Langevin enviou cartas de amor trocadas entre Paul e Marie para um jornal sensacionalista, que as publicou com todos os seus suculentos detalhes. Um humilhado Langevin acabou tendo de participar de um duelo de pistolas para salvar a honra de Marie, mas pelo menos ninguém se feriu. A única baixa aconteceu quando a sra. Langevin nocauteou Paul com uma cadeira.

O escândalo Langevin irrompeu em 1911, quando a Academia de Ciências discutia a nomeação de Marie Curie para seu segundo Prêmio Nobel, ainda que temerosa das consequências políticas dessa indicação. Ficou decidido que, em nome da boa ciência, a academia não poderia se furtar daquela premiação, mas foi feito um pedido para que ela não comparecesse à cerimônia em sua homenagem. Ela apareceu assim mesmo. (Marie tinha o hábito de desafiar convenções. Certa vez, ao visitar a casa de um eminente cientista, ela entrou com ele e outro homem num armário escuro para mostrar um frasco com um metal radioativo que brilhava no escuro. Assim que seus olhos se acomodaram, uma batida na porta os interrompeu. Ciente da reputação de Marie como mulher fatal, a esposa de um dos homens achou que eles estavam demorando um pouco demais lá dentro.)

Marie teve um pequeno alívio em sua atribulada vida pessoal[2] quando o cataclismo da Primeira Guerra Mundial e o esfacelamento dos impérios europeus ressuscitaram a Polônia, que sentiu o primeiro sabor de independência em séculos. Mas o fato de ter batizado o primeiro elemento que descobriu em homenagem à Polônia não contribuiu em nada para isso. Na verdade, acabou se revelando uma decisão apressada. O polônio é inútil como metal. Decai tão rapidamente que poderia ser visto como uma metáfora jocosa da própria Polônia. E com o falecimento do latim, seu nome vem à cabeça não como Polônia, mas como Polonius, o titubeante bobo da corte de Hamlet. O segundo elemento que Marie descobriu, o rádio, brilha com uma luz translúcida esverdeada, e logo foi aplicado em produtos de consumo no mundo inteiro. As pessoas chegaram a beber água com infusão de rádio em potes revestidos de rádio chamados Revigators como se fosse um tônico para a saúde. (Uma empresa concorrente, a Radithor, vendia garrafas individuais de água com rádio e tório.)[3] Sob todos os aspectos, o rádio ofuscou seu irmão e provocou exatamente a sensação que Curie esperava para o polônio. Ademais, o polônio tem sido associado ao câncer no pulmão causado pelo cigarro, pois a planta do tabaco absorve polônio em excesso e o concentra em suas folhas. De todos os países do mundo, só a Rússia, que tantas vezes invadiu a Polônia, ainda se dá ao trabalho de fabricar polônio. Foi por essa razão que, quando o ex-espião da KGB Alexander Litvinenko comeu um sushi misturado com polônio e apareceu em vídeos semelhante a um adolescente com leucemia, depois de perder todo o cabelo, até as sobrancelhas, seus ex-empregadores no Kremlin se tornaram os principais suspeitos.

O então na moda Revigator, um recipiente de barro revestido com rádio nuclear. Usuários enchiam o recipiente com água, que se tornava radioativa depois de uma noite. As instruções sugeriam que se bebesse seis ou mais refrescantes copos por dia. (National Museum of Nuclear Science and History)

Ao longo da história, apenas um caso de envenenamento agudo por polônio chegou perto do drama de Litvinenko – o de Irène Joliot-Curie, a esguia filha de Marie, com seus olhos tristes. Também uma cientista brilhante, ela e o marido, Frédéric Joliot-Curie, continuaram o trabalho de Marie e logo tentaram superá-la. Em vez de encontrar elementos radioativos, Irène criou um método para converter elementos dóceis em átomos artificialmente radioativos bombardeando-os com partículas subatômicas. Esse trabalho lhe valeu o Prêmio Nobel em 1935. Infelizmente, Joliot-Curie usava o polônio em seus bombardeios atômicos. E um dia, em 1946, pouco depois de a Polônia ter sido libertada da Alemanha nazista para se tornar uma marionete da União Soviética, uma cápsula de polônio explodiu em seu laboratório e Irène inalou o adorado elemento de Marie. Embora tenha sido poupada da humilhação pública de Litvinenko, Joliot-Curie morreu de leucemia em 1956, assim como a mãe 22 anos antes.

A MORTE DE IRÈNE JOLIOT-CURIE acabou sendo duplamente irônica, pois as substâncias radioativas artificiais e baratas que ela criou se tornaram ferramentas medicinais importantes. Quando tomado em pequenas quantidades, “rastreadores” radioativos iluminam os órgãos internos e os tecidos com a mesma eficiência que o raio X mostra os ossos. Quase todos os hospitais do mundo usam rastreadores, e todo um ramo da medicina, a radiologia, baseia-se nessa abordagem. Por isso é surpreendente saber que os rastreadores começaram como um simples truque de um pesquisador universitário – um amigo de Joliot-Curie que queria se vingar de sua locatária.

Em 1910, pouco depois de Marie Curie ter recebido seu segundo Prêmio Nobel pela radioatividade, o jovem György Hevesy chegou à Inglaterra para estudar o assunto. O diretor do laboratório de sua universidade em Manchester, Ernest Rutherford, de pronto conferiu a Hevesy a tarefa hercúlea de separar átomos radioativos de átomos não radioativos em blocos de chumbo. Na verdade, a tarefa não se mostrou só hercúlea, mas também impossível. Rutherford supunha que os átomos radioativos, conhecidos como rádio D, eram uma substância única. Na verdade, o rádio D era chumbo radioativo, e portanto não podia ser separado quimicamente. Sem saber desse fato, Hevesy perdeu dois tediosos anos tentando separar chumbo de rádio D antes de desistir.

Hevesy – um aristocrata húngaro calvo, de bigode e bochechas caídas – também enfrentava frustrações domésticas. Estava longe de casa e era acostumado com a saborosa comida húngara, não com a culinária inglesa de sua pensão. Depois de ter observado as refeições ali servidas, Hevesy começou a desconfiar que, da mesma maneira que uma cafeteria de colégio recicla os hambúrgueres de segunda-feira para fazer o picadinho da terça, sua locatária fazia o mesmo em suas refeições. Quando confrontada, ela negou, mas Hevesy resolveu procurar uma prova.

Milagrosamente, naquela época ele tinha conseguido alguns avanços no laboratório. Ainda não havia separado o rádio D, mas percebeu que podia tirar vantagem disso. Começou a ruminar sobre a possibilidade de injetar quantidades mínimas de chumbo dissolvido em criaturas vivas e depois rastrear o caminho do elemento, já que o organismo metabolizaria o chumbo radioativo e o não radioativo da mesma forma, e o rádio D emitiria sinais radioativos ao se mover. Se funcionasse, ele poderia rastrear as moléculas dentro das veias e dos órgãos num grau de resolução sem precedentes.

Antes de tentar isso em um ser vivo, Hevesy resolveu experimentar sua ideia no tecido de um ser não vivo, mas com seu próprio motivo. Depois de ter se servido de carne demais durante o jantar, quando a locatária estava de costas ele borrifou chumbo “quente” no prato. Ela recolheu os restos como normalmente fazia, e no dia seguinte Hevesy trouxe para casa um moderno detector de radiação de seu colega Hans Geiger. Claro que quando ele o apontou para o goulash daquela noite o contador Geiger ficou furioso: clique-clique-clique-clique. Hevesy confrontou a locatária com a evidência. Porém, como um romântico da ciência que era, Hevesy deve ter caprichado na explicação dos mistérios da radioatividade. A locatária ficou tão encantada de ser pega de forma tão inteligente, com as últimas ferramentas da ciência forense, que nem ficou zangada. Mas não existem registros históricos se mudou ou não o seu menu depois disso.

Logo depois da descoberta dos rastreadores de elementos, a carreira de Hevesy prosperou e ele continuou a trabalhar em projetos que abrangiam a física e a química. Mas os dois campos eram bem divergentes, e a maioria dos cientistas acabava escolhendo um lado. Os químicos continuavam interessados em átomos inteiros ligando-se uns aos outros. Os físicos estavam fascinados pelas partes individuais dos átomos e por um novo campo chamado mecânica quântica, uma forma bizarra porém linda de falar sobre a matéria. Hevesy saiu da Inglaterra em 1920 para estudar em Copenhague com Niels Bohr, o maior especialista em física quântica da época. E foi em Copenhague que Bohr e Hevesy sem querer transformaram a fenda entre a química e a física numa fissura política.

Em 1922, o espaço reservado para o elemento 72 da tabela periódica continuava em branco. Os químicos haviam descoberto que todos os elementos entre o 57 (lantânio) e o 71 (lutécio) tinham DNA de metais terras- raras. O elemento 72 era ambíguo. Ninguém sabia se era melhor situá-lo no final dos metais terras-raras, difíceis de separar – e nesse caso os caçadores de elementos teriam de peneirar amostras do recém-descoberto lutécio –, ou classificá-lo provisoriamente como um metal de transição, merecendo sua própria coluna.

De acordo com a lenda, Niels Bohr, sozinho em seu gabinete, elaborou uma prova quase euclidiana de que o elemento 72 não era um metal terra-rara como o lutécio. Lembre-se de que o papel dos elétrons na química ainda não era bem conhecido, e Bohr deve ter baseado sua prova na estranha matemática da mecânica quântica, que diz que os elementos só conseguem esconder muitos elétrons em suas camadas internas. O lutécio e suas camadas F tinham elétrons enfurnados em cada dobra e em cada fissura, mas Bohr raciocinou que o elemento seguinte não tinha escolha a não ser começar a expor elétrons e agir como um metal de transição propriamente dito. Por essa razão, Bohr pôs Hevesy e o físico Dirk Coster para analisar amostras de zircônio – o elemento acima do número 72 da tabela e sua provável analogia química. No que talvez tenha sido a mais fácil descoberta na história da tabela periódica, Hevesy e Coster encontraram o elemento 72 na primeira tentativa. Eles o chamaram de háfnio, numa referência a Háfnia, Copenhague em latim.

Na época a mecânica quântica fascinava muitos físicos, mas os químicos a consideravam feia e contraintuitiva. Não era uma questão de falta de perspicácia, mas de pragmatismo: aquele jeito estranho de contar elétrons parecia ter pouco a ver com a verdadeira química. No entanto, as previsões de Bohr a respeito do háfnio, feitas sem pôr os pés em um laboratório, obrigaram os químicos a engolir em seco. Por coincidência, Hevesy e Coster realizaram sua descoberta pouco antes de Bohr ganhar o Prêmio Nobel de física, em 1922. Bohr foi informado por telegrama em Estocolmo, e anunciou sua descoberta em seu discurso de agradecimento. Isso fez com que a mecânica quântica parecesse uma ciência mais avançada, pois penetrava mais fundo na estrutura atômica do que a química. Começava ali uma campanha silenciosa, e assim como haviam feito com Mendeleiev, os colegas logo atribuíram a Bohr – já inclinado a um certo misticismo científico – qualidades oraculares.

Bem, essa é a lenda. A verdade é um pouco diferente. Desde 1895, ao menos três cientistas antes de Bohr, inclusive um químico que o influenciou diretamente, escreveram artigos relacionando o elemento 72 a metais de transição como o zircônio. Esses homens não eram gênios adiante de suas épocas, eram apenas químicos normais com pouco conhecimento ou interesse em física quântica. Parece que Bohr surrupiou seus argumentos ao situar o háfnio, e talvez tenha usado seus cálculos quânticos para racionalizar um argumento químico menos romântico, mas ainda viável, sobre o lugar do elemento na tabela.[4]

Porém, como na maioria das lendas, o importante não é a verdade, mas sim as consequências – como as pessoas reagiram à história. E, à medida que o boato correu, as pessoas preferiram acreditar que Bohr havia encontrado o háfnio utilizando apenas a mecânica quântica. A física sempre trabalhou reduzindo as máquinas da natureza a peças menores, e para muitos cientistas Bohr tinha reduzido a empoeirada e bolorenta química a um ramo especializado e subitamente estranho da física. Os filósofos da ciência também reagiram e proclamaram que a química de Mendeleiev estava morta e que a física de Bohr reinava suprema naquele domínio. O que começou como um argumento científico se transformou numa disputa política sobre limites e território. Assim é a ciência, assim é a vida.

A lenda também celebrizou o homem no centro da confusão, György Hevesy. Alguns colegas já tinham indicado Hevesy para o Prêmio Nobel, em 1924, pela descoberta do háfnio, mas havia uma disputa pela prioridade com o químico e pintor diletante francês Georges Urbain – que certa vez tentou, mas não conseguiu, constranger Henry Moseley com uma amostra de metais terras-raras –, que teria descoberto o lutécio em 1907. Muito tempo depois ele afirmou ter descoberto o háfnio – um resquício terroso de háfnio – misturado a suas amostras. A maioria dos cientistas não se convenceu com o trabalho de Urbain, e, infelizmente, em 1924, a Europa ainda estava dividida e beligerante, por isso a prioridade da disputa ganhou tons nacionalistas. (Os franceses consideravam Bohr e Hevesy alemães, embora fossem dinamarquês e húngaro, respectivamente. Uma publicação francesa afirmou que a coisa toda “fede a hunos”, como se o próprio Átila tivesse descoberto o elemento.) Os químicos também desconfiavam de Hevesy por causa de sua dupla “cidadania” em química e física, e isso, assim como as disputas políticas, fez com que o comitê do Nobel não lhe outorgasse o prêmio, deixando em branco essa categoria em 1924.

Entristecido porém impávido, Hevesy trocou Copenhague pela Alemanha e continuou seus importantes experimentos com rastreadores químicos. Em seu tempo livre, chegou a ajudar a determinar com que velocidade o corpo humano recicla uma molécula de água em média (nove dias) oferecendo-se como voluntário para beber água “pesada” especial – na qual alguns átomos de hidrogênio têm um nêutron a mais – e, depois, pesando a urina todos os dias.[5] (Assim como no caso do incidente com a locatária, Hevesy não era muito chegado a protocolos formais de pesquisa.) Durante todo esse tempo, químicos como Irène Joliot-Curie continuaram indicando-o, repetida e inutilmente, para o Nobel. Frustrado a cada ano, Hevesy ficou um pouco desanimado. Porém, ao contrário de Gilbert Lewis, aquela clara injustiça angariou simpatia para Hevesy, e o fato de não ser premiado acabou aumentando sua importância na comunidade internacional.

De qualquer forma, com sua ascendência judaica, Hevesy logo estava enfrentando problemas mais sérios do que a falta de um Prêmio Nobel. Em 1930, ele saiu da Alemanha nazista e voltou para Copenhague, onde permaneceu até agosto de 1940, quando as tropas nazistas arrombaram a porta da frente do laboratório do instituto de Bohr. E quando chegou a hora, Hevesy se provou corajoso. Nos anos 1930, dois alemães, um judeu e um simpatizante dos judeus, tinham mandado suas medalhas de ouro do Prêmio Nobel para Bohr para serem guardadas em segurança, pois os nazistas provavelmente se apossariam delas na Alemanha. Só que Hitler havia decretado que a exportação de ouro era um crime contra o Estado, e por isso a descoberta das medalhas na Dinamarca poderia levar a inúmeras execuções. Hevesy sugeriu que se enterrassem as medalhas, mas Bohr achou que seria óbvio demais. Assim, como recordou Hevesy, “enquanto as forças invasoras marchavam pelas ruas de Copenhague, eu estava ocupado dissolvendo as medalhas de [Max von] Laue e de James Franck”. Para fazer isso, ele usou água-régia, uma mistura cáustica de ácido nítrico e ácido clorídrico que fascinava os alquimistas por sua capacidade de dissolver “metais raros” como o ouro (embora não com muita facilidade, como lembrou Hevesy). Quando revistaram o instituto de Bohr, os nazistas esmiuçaram o prédio em busca de pilhagem ou evidências de malfeitorias, mas deixaram a proveta de água-régia alaranjada intocada. Hevesy foi forçado a fugir de Estocolmo em 1943, mas, quando voltou ao surrado laboratório depois do armistício, ele encontrou a inócua proveta descansando em uma prateleira. Ele deixou o ouro precipitar, e a Academia de Ciências refundiu as medalhas de Franck e Laue. A única reclamação de Hevesy a respeito de sua façanha foi o dia de trabalho perdido no laboratório quando teve de fugir de Copenhague.

Em meio a todas essas aventuras, Hevesy continuou a colaborar com colegas, inclusive com Joliot-Curie. Aliás, Hevesy foi uma testemunha involuntária de um tremendo fiasco de Joliot-Curie, que impediu que ela fizesse uma das maiores descobertas científicas do século XX. Essa honra coube a outra mulher, uma judia austríaca que, assim como Hevesy, fugiu da perseguição nazista. Infelizmente, o entrevero de Lise Meitner com a política, tanto no mundo como na ciência, terminou bem pior do que o de Hevesy.

MEITNER E SEU COLABORADOR pouco mais jovem, Otto Hahn, começaram a trabalhar juntos na Alemanha pouco antes da descoberta do elemento 91. Seu descobridor, o químico polonês Kazimierz Fajans, só havia detectado átomos de vida breve desse elemento em 1913, por isso deu o nome de “brevium”. Em 1917, Meitner e Hahn perceberam que a maioria dos átomos do elemento na verdade vive centenas de milhares de anos, o que fazia com que “brevium” parecesse meio estúpido. Eles o rebatizaram como protactínio, ou “pai do actínio”, o elemento no qual o elemento 91 (afinal) decaía.

Claro que Fajans discordou da rejeição ao nome “brevium”. Embora fosse admirado por seus méritos entre círculos da alta sociedade, seus contemporâneos dizem que o polonês não tinha muito tato em questões profissionais. Na verdade, existe um mito de que o comitê do Nobel chegou a conceder a Fajans o prêmio de química vago em 1924 (aquele que Hevesy teria perdido) por seu trabalho em radioatividade, mas desistiu por uma questão de insolência, quando uma foto de Fajans e um artigo intitulado “K. Fajans deve receber o Prêmio Nobel” apareceram em um jornal sueco antes do anúncio formal. Fajans sempre insistiu que um membro influente que não gostava dele vetou sua premiação por razões pessoais.[6] (Oficialmente, a Academia de Ciências declarou que preferiu deixar o prêmio vago e guardar o dinheiro para reforçar seu capital, que, segundo alegavam, havia sido dizimado pelos altos impostos suecos. Mas essa desculpa só foi publicada depois dos protestos do público. No início a academia só anunciou que não haveria prêmios em categorias múltiplas e culpou “uma falta de candidatos qualificados”. Talvez nunca saibamos a verdadeira história, pois a academia diz que “tal informação é considerada secreta para sempre”.)

De qualquer forma, o “brevium” perdeu e o “protactínio” pegou,[7] e Meitner e Hahn até hoje ainda recebem créditos pela descoberta do elemento 91. Porém, existe outra história, mais intrigante, a ser contada sobre o processo que levou ao novo nome. O artigo científico que anunciou o protactínio de longa vida revelou os primeiros sinais da incomum devoção de Meitner em relação a Hahn. Não era nada sexual – Meitner nunca se casou, e ninguém nunca encontrou provas de que tivesse um amante –, mas, ao menos profissionalmente, era fascinada por Hahn. Hahn reconhecia seu talento e aceitou trabalhar com ela numa carpintaria adaptada quando o governo alemão recusou dar um verdadeiro laboratório a Meitner por ela ser mulher. Isolados nas instalações, os dois tiveram um bom relacionamento: ele cuidava da química, identificando os elementos presentes nas amostras radioativas, enquanto ela cuidava da física, entendendo como Hahn tinha chegado ao que ele alegava. Excepcionalmente, porém, Meitner fez todo o trabalho para os experimentos finais publicados sobre o protactínio, pois Hahn estava ocupado com o programa de guerra química da Alemanha durante a Primeira Guerra Mundial. Mas ela fez questão de que ele recebesse os créditos. (Lembre-se desse favor.)

Depois da guerra os dois retomaram a parceria, mas na agitação das pesquisas científicas das décadas que separaram as duas guerras mundiais na Alemanha, eles estavam vulneráveis em termos políticos. Hahn – de bigode e queixo quadrado, de boa cepa germânica – não tinha nada a temer com a tomada de poder pelos nazistas, em 1932. A seu favor, quando Hitler expulsou cientistas judeus do país em 1933 – provocando a primeira grande onda de cientistas refugiados –, Hahn renunciou ao cargo de professor em sinal de protesto (embora tenha continuado a fazer seminários). Apesar de ter sido criada como uma austríaca protestante, Meitner tinha avós judeus. De forma característica, e talvez por ter conseguido afinal um verdadeiro laboratório de pesquisa, ela subestimou o perigo e se enterrou em grandes novas descobertas em física nuclear.

A maior dessas descobertas aconteceu em 1934, quando Enrico Fermi anunciou que tinha criado os primeiros elementos transurânicos bombardeando átomos de urânio com partículas atômicas. Não era verdade, mas todos ficaram fascinados com a ideia de que a tabela periódica não mais se limitava a 92 elementos. Essa exuberante exposição de novas ideias sobre a física nuclear manteve os cientistas ocupados no mundo inteiro.

Nesse mesmo ano, outro expoente no campo, Irène Joliot-Curie, realizou seus próprios bombardeios. Depois de uma criteriosa análise química, ela anunciou que os novos elementos transurânicos revelavam uma semelhança incomum com o lantânio, o primeiro metal terra-rara. Isso também era inesperado – tão inesperado que Hahn não acreditou. Elementos mais pesados que o urânio simplesmente não podiam se comportar como um minúsculo elemento metálico distante do urânio na tabela periódica. De uma forma educada, comunicou a Frédéric Joliot-Curie que a relação com o lantânio era bobagem e prometeu refazer os experimentos de Irène para mostrar que os transurânicos não eram em nada parecidos com o lantânio.

Em 1938, o mundo de Meitner desabou. Hitler anexou a Áustria e enlaçou todos os austríacos na irmandade ariana – com exceção de qualquer um remotamente judeu. Depois de anos de invisibilidade intencional, de repente, Meitner estava sujeita aos pogroms nazistas. E quando um químico colega seu tentou denunciá-la, não teve escolha a não ser fugir, só com as roupas do corpo e dez marcos alemães. Ela encontrou refúgio na Suécia e aceitou um emprego, ironicamente, em um dos institutos científicos do Nobel.

Apesar das dificuldades, Hahn seguiu fiel a Meitner, e os dois continuaram a colaborar, escrevendo cartas como amantes clandestinos que de vez em quando se encontravam em Copenhague. Em um desses encontros, no final de 1938, Hahn chegou um pouco abalado. Depois de ter repetido os experimentos de Irène Joliot-Curie, ele tinha encontrado os elementos indicados por ela. E eles não apenas se comportavam como o lantânio (e com outro elemento próximo encontrado por ela, o bário) como na verdade eram o lantânio e o bário, segundo todos os testes químicos conhecidos. Hahn era considerado o melhor químico do mundo, mas aquela descoberta “contradizia todo o conhecimento acumulado”, ele admitiu depois. E humildemente confessou sua confusão a Meitner.

Meitner não se surpreendeu. De todas as mentes brilhantes que trabalharam com os elementos transurânicos, só a perspicaz Meitner entendeu que eles não eram transurânicos. Só ela (depois de discussões com seu sobrinho e novo parceiro, o físico Otto Frisch) percebeu que Fermi não tinha descoberto novos elementos, tinha descoberto a fissão nuclear. Ele tinha fragmentado o urânio em elementos mais leves e interpretado mal os resultados. O eka-lantânio que Joliot-Curie descobrira era lantânio puro, resultado das primeiras minúsculas explosões nucleares! Hevesy, que leu os primeiros esboços dos artigos de Joliot-Curie daquela época, lembrou-se depois do quanto ela havia chegado perto de fazer aquela inimaginável descoberta. Mas Joliot-Curie, disse Hevesy, “não confiou em si mesma o bastante” para acreditar na interpretação correta. Meitner confiou em si mesma, e convenceu Hahn de que todos estavam enganados.

Claro que Hahn queria publicar aqueles resultados fantásticos, mas sua colaboração e seu débito com Meitner tornavam aquilo politicamente complicado. Os dois discutiram algumas opções, e ela concordou com que só o nome de Hahn e o de seu assistente constassem no artigo. As contribuições teóricas de Meitner e Frisch, que desvendaram todo o mistério, apareceram depois em outra publicação. Com essas publicações nascia a fissão nuclear, bem a tempo da invasão da Polônia pela Alemanha e do início da Segunda Guerra Mundial.

E assim começou uma improvável sequência de eventos que culminaram na mais notória omissão na história do Prêmio Nobel. Mesmo sem ter conhecimento do Projeto Manhattan, o comitê do Nobel tinha decidido recompensar a fissão nuclear com um prêmio em 1943. A questão era: quem o merecia? Hahn, claro. Mas a guerra tinha deixado a Suécia isolada e impossibilitado qualquer entrevista com cientistas sobre as contribuições de Meitner, uma parte integral da decisão do comitê. Por essa razão, o comitê confiou em publicações científicas – que chegavam meses depois ou nem chegavam, e muitas delas, em especial as alemãs de maior prestígio, já tinham vetado o nome de Meitner. As emergentes divisões entre a química e a física também tornavam difícil recompensar trabalhos interdisciplinares.

Depois de suspender os prêmios em 1940, a Academia de Ciências começou a fazer algumas premiações retroativas em 1944. Em primeiro lugar, finalmente, Hevesy ganhou o prêmio de química vago de 1943 – embora em parte possa ter sido um gesto político para homenagear todos os cientistas refugiados. Em 1945, o comitê assumiu a questão mais vexatória da fissão. Meitner e Hahn tinham fortes defensores nos bastidores do comitê do Nobel, mas o adepto de Hahn teve a audácia de afirmar que Meitner não havia realizado nenhum trabalho “de grande importância” nos anos anteriores – quando ela estava escondida de Hitler. (A razão por que o comitê nunca fez uma entrevista direta com Meitner, que estava trabalhando num instituto do Nobel próximo a eles, nunca ficou clara, embora seja uma má prática entrevistar as pessoas para saber se elas merecem ou não um prêmio.) O defensor de Meitner argumentava em favor de um prêmio dividido, e talvez até tivesse conseguido se houvesse mais tempo. Mas, quando ele morreu inesperadamente, os membros do comitê simpáticos ao Eixo se mobilizaram e Hahn ganhou o prêmio de 1944 sozinho.

Para sua vergonha, quando Hahn soube da vitória (os Aliados o mantinham sob custódia militar por suspeita de ter trabalhado na bomba atômica nazista; depois ele foi liberado), ele não falou nada sobre Meitner. Como resultado, a mulher que ele já tinha prezado tanto a ponto de desafiar seus chefes e trabalhar numa carpintaria não ganhou nada – uma vítima, segundo alguns historiadores, de “viés disciplinar, obtusidade política, ignorância e precipitação”.[8]

O comitê poderia ter corrigido isso em 1946 ou mais tarde, claro, quando os registros históricos esclareceram as contribuições de Meitner. Até mesmo os arquitetos do Projeto Manhattan admitiram o quanto deviam a ela. Mas o comitê do Nobel, famoso pelo que a revista Time certa vez definiu como “rabugice de velha”, não é propenso a admitir erros. Apesar de ter sido várias vezes indicada durante a vida – entre outros, por Kazimierz Fajans, que conhecia muito bem a dor de perder um Nobel –, Meitner morreu em 1968 sem receber o prêmio.

No entanto, felizmente “a história tem o seu próprio balanço patrimonial”. O elemento transurânico 105 foi batizado por Glenn Seaborg, Al Ghiorso e outros como hahnium, em homenagem a Otto Hahn, em 1970. Mas durante a discussão acerca de propriedade dos nomes, um comitê internacional – como se hahnium fosse a Polônia – suspendeu o nome do elemento em 1997, chamando-o de dúbnio. Em virtude das peculiares regras de batismo dos elementos[9] – basicamente, cada nome só tem uma chance –, o hahnium nunca mais poderá ser considerado nome para um novo elemento também no futuro. O Prêmio Nobel foi só o que Hahn conseguiu. E o comitê logo depois homenageou Meitner com louvor muito mais exclusivo que o prêmio outorgado anualmente. O elemento 109 chama-se agora meitnério, e sempre será conhecido por esse nome.

13. Elementos como dinheiro

A TABELA PERIÓDICA não tem apenas uma história política, tem também uma longa e íntima relação com o dinheiro. As histórias de muitos elementos metálicos não podem ser contadas sem se mencionar o envolvimento com a história do dinheiro, o que significa que a história desses elementos está também emaranhada com a história da falsificação. Ao longo de diferentes séculos, gado, especiarias, dentes de golfinho, sal, grãos de cacau, cigarros, patas de besouros e tulipas já foram usados como dinheiro, e nenhuma dessas moedas pôde ser falsificada de maneira convincente. Os metais são mais fáceis de ser falsificados. Metais de transição, em especial, têm composições químicas e densidades parecidas, por conta de suas estruturas de elétrons semelhantes, e podem se misturar e substituir uns aos outros em amálgamas. Diferentes combinações de metais preciosos e outros nem tão preciosos vêm enganando as pessoas há milênios.

Por volta do ano 700 a.C., um príncipe chamado Midas herdou o reino da Frígia, na região que é hoje a Turquia. De acordo com diversos mitos (que podem ter misturado dois governantes chamados Midas), ele teve uma vida agitada. O ciumento Apolo, o deus da música, pediu a Midas que fosse juiz em um duelo entre ele e outros grandes artistas da lira da época. Quando Midas escolheu outro artista, Apolo transformou as orelhas de Midas em orelhas de jumento. (Ele não merecia orelhas humanas, já que julgava tão mal a música que ouvia.) Consta que Midas também tinha o melhor jardim de rosas do mundo antigo. Em termos científicos, Midas às vezes recebe créditos pela descoberta do estanho (não é verdade, embora o metal fosse extraído em seu reino) e pela descoberta de minerais como o “chumbo negro” (grafite) e o “chumbo branco” (um lindo pigmento de chumbo branco, brilhante e venenoso). Claro que ninguém mais se lembra de Midas hoje em dia se não por outra novidade metalúrgica, seu toque de ouro. Ele ganhou essa fama depois de cuidar de uma bebedeira do sátiro Silenus, que desmaiou em seu jardim de rosas uma noite. Silenus gostou tanto da hospitalidade do monarca que ofereceu uma recompensa. Midas pediu o dom de transformar em ouro qualquer coisa em que tocasse – um deleite que logo custou a vida de sua filha quando ele a abraçou e quase custou sua própria vida, pois durante um tempo até mesmo a comida se transformava em ouro em seus lábios.

É óbvio que nada disso aconteceu com o verdadeiro rei. Mas existem evidências de que Midas ganhou sua lendária fama por boas razões. Tudo remete à Idade do Bronze, que começou na vizinhança de Midas por volta de 3000 a.C. A fundição de bronze, uma liga de estanho e cobre, era a tecnologia de ponta da época. Embora o metal fosse caro, a tecnologia havia chegado à maioria dos reinos da época de Midas. O esqueleto de um rei chamado popularmente de Midas (que depois se provou ser seu pai, Gordias) foi encontrado numa tumba na Frígia cercado por caldeirões e lindas tigelas de bronze com inscrições, e o próprio esqueleto usava um cinto de bronze. Mas quando dizemos “bronze” precisamos ser mais específicos. Não é como a água, em que duas partes de hidrogênio se combinam com uma parte de oxigênio. Inúmeras ligas com diferentes proporções de metais podem ser consideradas bronze, e os metais de bronze do mundo antigo se diferenciavam na cor, dependendo das porcentagens de estanho, cobre e outros elementos presentes nos locais de onde os metais eram extraídos.

Um aspecto específico dos depósitos minerais perto da Frígia era a abundância de minerais com zinco. O zinco e o estanho se combinam normalmente na natureza, por isso depósitos de um dos metais podem facilmente ser confundidos com o outro. O interessante é que esse zinco misturado com o cobre não resulta em bronze, mas sim em latão. E as primeiras forjas de latão conhecidas estavam localizadas, entre tantos outros lugares, na região da Ásia Menor em que Midas era o governante.

Está ficando mais claro? Pegue alguma coisa de bronze e outra de latão e faça um exame. O bronze é brilhante, mas com tonalidades de cobre. Não dá para confundir com nenhuma outra coisa. O brilho do latão é mais fascinante, mais sutil, um pouco mais… dourado. O toque de Midas, então, talvez não fosse nada mais que um toque acidental de zinco no solo de seu rincão na Ásia Menor.

Para verificar essa teoria, em 2007 um professor de metalurgia da Universidade de Ancara, na Turquia, e alguns historiadores construíram uma fornalha primitiva como as do tempo de Midas e alimentaram com minérios do local. Depois de derreterem tudo, despejaram o líquido resultante em moldes e deixaram esfriar. Mirabile dictu, o líquido endureceu misteriosamente como um metal dourado. Claro, é impossível saber se os contemporâneos do rei Midas acreditavam que aquelas preciosas tigelas, estátuas e cintos de ligas de zinco eram mesmo de ouro. Mas não foram necessariamente eles que construíram as lendas em torno do monarca. É mais provável que viajantes que depois colonizaram aquela região da Ásia Menor tenham ficado impressionados com os “bronzes” da Frígia, tão mais brilhantes que o bronze de seus países originais. As histórias que mandaram para casa podem ter sido infladas com o passar dos séculos até que o latão com matizes dourados se transmutasse em ouro, e o poder terrestre de algum herói local o transmutasse em um poder sobrenatural para criar metais preciosos com um toque. Depois disso, bastou o gênio de Ovídio usar essa história em seu Metamorphoses, e voilà: um mito com uma origem mais que plausível.

UM ARQUÉTIPO AINDA MAIS ARRAIGADO que o de Midas na cultura humana é o da cidade de ouro perdida – de viajantes em terras longínquas e desconhecidas topando com riquezas inimagináveis. Eldorado. Nos tempos modernos, (um pouco) mais realistas, esse sonho costuma tomar a forma de corridas pelo ouro. Qualquer um que prestou um mínimo de atenção em suas aulas de história sabe que, na verdade, as corridas pelo ouro eram um negócio terrível, sujo e perigoso, cheio de ursos, piolhos, desabamentos de minas e muita jogatina e prostituição. E a probabilidade de alguém ficar rico era quase zero. Mesmo assim, qualquer pessoa com um mínimo de imaginação já sonhou em largar tudo na vida para correr atrás da perspectiva de encontrar pepitas de ouro puro. O desejo por grandes aventuras e o amor pela riqueza fazem parte da natureza humana. É essa a razão de a história ser pontuada por inúmeras corridas pelo ouro.

Claro que a natureza não quer se separar de seus tesouros com tanta facilidade, por isso inventou a pirita de ferro (dissulfeto de ferro) para enganar prospectores amadores. De uma forma perversa, a pirita de ferro brilha com um lustro mais dourado que o próprio ouro, como o ouro dos desenhos animados ou na imaginação. E muita gente simplória ou cega pela cobiça foi enganada durante a loucura de uma corrida pelo ouro. Porém, em toda a história, talvez a mais enganadora corrida por ouro tenha acontecido em 1896, na violenta terra fronteiriça do deserto australiano – que acabou em prospectores desesperados derrubando as chaminés das próprias casas com picaretas para peneirar o entulho – e talvez tenha sido a primeira corrida na história provocada pelo “ouro dos tolos mais tolos”.

Em 1893, três irlandeses, entre eles Patrick (Paddy) Hannan, estavam atravessando aquelas terras quando um dos cavalos perdeu uma ferradura a trinta quilômetros de casa. Em poucos dias, sem ter que cavar um centímetro abaixo do solo, eles reuniram mais de três quilos de pepitas de ouro só caminhando pela área. Honestos, porém não muito brilhantes, os três registraram a descoberta com funcionários governamentais, que detalharam a localidade nos registros públicos. Em uma semana, centenas de garimpeiros estavam chegando a Hannan’s Find, como o local ficou conhecido, para tentar a sorte.

De certa forma, era um trabalho fácil. Durante aqueles primeiros meses no deserto, o ouro era mais abundante que a água. Mas, ainda que tudo parecesse ótimo, não era. Não se pode beber ouro, e quanto mais mineiros acorriam à região, mais os preços dos mantimentos subiam, e a disputa por sítios de mineração ficou feroz. As pessoas começaram a ter que cavar para encontrar ouro, e alguns perceberam que era mais fácil ganhar dinheiro construindo uma cidade no local. Cervejarias e bordéis surgiram do dia para a noite em Hannah’s Find, assim como novas casas e até estradas pavimentadas. Para os tijolos, o cimento e a argamassa, os construtores usaram o excesso de pedras retirado durante as escavações. Os garimpeiros simplesmente os deixavam de lado, e, já que iriam continuar escavando cada vez mais fundo, nada melhor do que se livrar daquele entulho.

Ou pelo menos era o que eles pensavam. O ouro é um metal de poucos amigos. Você não o encontra misturado com minérios ou minerais, pois ele não se liga a outros elementos. Seus flocos e pepitas em geral são puros, a não ser por algumas raras misturas. A exceção, o único elemento que se liga ao ouro, é o telúrio, um elemento vampiresco isolado pela primeira vez na Transilvânia em 1782. A combinação do telúrio com o ouro resulta em alguns minerais que soam pomposos – krennerita, petzita, silvanita e calaverita – com fórmulas químicas igualmente atrozes. Em vez de manter agradáveis proporções como H_2O e CO_2, a krennerita é formada de (Au0,8, Ag0,2)Te_2. Esses teluretos variam em cor, mas um deles, a calaverita, tem um brilho amarelado.

Na verdade, a calaverita brilha mais como latão ou pirita de ferro do que como ouro, mas isso basta para enganar alguém exposto ao sol o dia inteiro. Dá para imaginar um jovem bruto e sujo de dezoito anos carregando suas pepitas de calaverita até um avaliador de Hannan’s Find, só para ver o perito descartar tudo como um saco cheio do que os mineralogistas classificam de ouro de tolo. Deve ser lembrado também que alguns compostos de telúrio (não a calaverita, mas outros) têm um aroma pungente, mil vezes mais forte que o alho, um odor difícil de se livrar. Era melhor vender e enterrar o material em estradas, onde não cheirava mal, e voltar a escavar em busca do que interessava.

Mas as pessoas continuavam chegando a Hannan’s Find, e a água e os alimentos continuavam caros. A certa altura, as tensões em torno dos suprimentos chegaram a eclodir um tumulto feroz. E quando as coisas ficaram desesperadoras, começaram a circular rumores sobre aquela rocha de telúrio amarelada que estava sendo extraída e jogada fora. Embora os pobres garimpeiros não conhecessem a calaverita, os geólogos já sabiam do minério havia anos e conheciam suas propriedades. Uma delas era que se decompunha em baixas temperaturas, o que torna fácil retirar o ouro dela. A calaverita foi encontrada pela primeira vez no Colorado nos anos 1860.[1] Os historiadores desconfiam de que viajantes que acampavam por lá acenderam uma fogueira durante a noite e perceberam que, hã, as pedras com que cercaram o fogo escorriam ouro. Algum tempo depois, histórias sobre isso chegaram até Hannan’s Find.

As coisas ficaram pretas no dia 29 de maio de 1896. Parte da calaverita utilizada para construir Hannan’s Find continha quinze quilos de ouro por tonelada de rocha, e logo os garimpeiros estavam se apoderando de todos os gramas que conseguiam encontrar. Primeiro as pessoas atacaram pilhas de refugo, revirando o entulho em busca de rochas descartadas. Quando essas reservas acabaram, elas partiram para a própria cidade. Estradas pavimentadas voltaram a ser estradas de terra, calçadas foram removidas, e você pode apostar que o garimpeiro que construiu a lareira e a chaminé de sua nova casa com tijolos de ouro misturado ao telúrio não se sentiu muito triste em destruir tudo de novo.

Nas décadas posteriores, a região ao redor de Hannan’s Find, logo rebatizada como Kalgoorlie, tornou-se a maior produtora de ouro do mundo. Era a Golden Mile [Milha de Ouro], como era chamada, e Kalgoorlie se gabava de que seus engenheiros estavam à frente do resto do mundo quando se tratava de extrair ouro do solo. Parece que as gerações seguintes aprenderam a lição – de não jogar pedras fora sem saber a respeito – depois da corrida pelo ouro dos tolos mais tolos de que os pais participaram.

O ZINCO DE MIDAS e o telúrio de Kalgoorlie foram casos raros de ilusão não intencional: dois momentos de inocência cercados por éons de falsificações deliberadas na história monetária. Um século depois de Midas, o primeiro dinheiro, moedas feitas de uma liga natural de ouro e prata chamada eletro, surgiu na Lídia, na Ásia Menor. Pouco tempo depois, outro antigo governante dono de riquezas fabulosas, o rei Creso da Lídia, descobriu como depurar o eletro em moedas de ouro e prata, estabelecendo no processo um verdadeiro sistema de moeda corrente. Alguns anos depois da proeza de Creso, em 540 a.C., o rei Polícrates, da ilha grega de Samos, começou a comprar seus inimigos de Esparta com pedaços de chumbo folheados a ouro. Desde então, os falsificadores têm usado elementos como chumbo, cobre, estanho e ferro da mesma forma que donos de bares usam água nos barris de cerveja – para fazer o dinheiro render um pouco mais.

Hoje em dia a falsificação é considerada um caso inequívoco de fraude, mas durante a maior parte da história a moeda corrente de metais preciosos de um reino estava tão ligada à sua saúde financeira que os reis consideravam a falsificação um crime capital – traição. Os condenados por essa traição estavam sujeitos a enforcamento ou coisa pior ainda. A falsificação sempre atraiu pessoas que não compreendem a relação entre custo e benefício – a lei básica da economia que determina que se pode ganhar muito mais dinheiro com um trabalho honesto do que passar centenas de horas fabricando dinheiro “grátis”. De qualquer forma, muitas mentes brilhantes foram empregadas para frustrar esses criminosos e elaborar algo que se assemelhasse a uma moeda corrente infalível.

Por exemplo, muito depois de ter deduzido as leis do cálculo e de elaborar sua monumental teoria da gravidade, nos últimos anos da década de 1600, Isaac Newton se tornou diretor da Real Casa da Moeda da Inglaterra. Com pouco mais de cinquenta anos, Newton só desejava um lugar no governo com um bom salário, mas diga-se a seu favor que ele não tratou o cargo como uma sinecura. Falsificações – principalmente “aparar” moedas lixando as bordas para derreter as sobras e fazer outras moedas – eram algo endêmico nas partes mais pobres de Londres. Newton se envolveu pessoalmente com espiões, desqualificados, bêbados e ladrões – um envolvimento que ele apreciava bastante. Cristão devoto, Newton processava os malfeitores que conseguia apanhar com a ira de Deus do Velho Testamento, recusando apelos por clemência. Chegou a decretar que um notório e esquivo “moedeiro”, William Chaloner – que durante anos acusara Newton de fraudes na casa da moeda –, fosse enforcado e eviscerado publicamente.

A falsificação de moedas dominou a gestão de Newton, mas pouco depois de sua aposentadoria o sistema financeiro do mundo enfrentava novas ameaças com a falsificação de papel-moeda. Um imperador mongol da China, Kublai Khan, introduziu o papel-moeda em seu reino nos anos 1200. A novidade logo se espalhou, primeiro na Ásia – em parte porque Kublai Khan executava qualquer um que se recusasse a utilizá-lo –, e de forma intermitente na Europa. Contudo, quando o Banco da Inglaterra começou a emitir notas de papel, em 1694, as vantagens do papel-moeda já eram óbvias. Os minérios usados para fabricar moedas eram caros, as próprias moedas eram incômodas, e as riquezas em que se baseavam dependiam demais de recursos minerais distribuídos de forma desigual. Além disso, como o conhecimento da manipulação de metais foi se difundindo, ficou mais fácil para as pessoas falsificarem moedas do que papel-moeda. (Hoje a situação se inverteu. Qualquer um com uma impressora laser pode fazer uma nota de vinte dólares apresentável. Você conhece alguém capaz de fazer uma moeda passável, mesmo que tal coisa valesse a pena?)

Se a química fácil das ligas usadas em moedas de metal outrora favoreceu os vigaristas, na era do papel-moeda as propriedades únicas de metais como o európio ajudam os governos a combater a falsificação. Tudo remete à composição do európio, em especial os movimentos dos elétrons em seus átomos. Até agora só discutimos as ligações dos elétrons, o movimento dos elétrons entre diferentes átomos. Mas os elétrons estão também sempre girando ao redor de seus núcleos, um movimento que costuma ser comparado ao dos planetas ao redor de um sol. Mesmo sendo uma boa analogia, não deve ser considerada literalmente. Em teoria, a Terra poderia ter se situado em muitas órbitas diferentes ao redor do Sol. Os elétrons não podem percorrer qualquer trajeto ao redor do núcleo. Eles se movimentam em camadas com diferentes níveis de energia, e como inexistem níveis energéticos entre a primeira e a segunda, ou entre a segunda e a terceira e assim por diante, os trajetos dos elétrons são altamente circunscritos: eles só orbitam a certas distâncias de seu “sol”, e orbitam em curvas oblongas e em angulações esquisitas. Ainda em comparação aos planetas, um elétron – se excitado por luz ou calor – pode saltar de sua órbita de baixa energia para uma órbita de alta energia desocupada. Os elétrons não podem permanecer em estado de alta energia por muito tempo, por isso logo voltam para uma órbita mais baixa. Mas não se trata de um simples movimento de vai e vem, pois quando mudam para uma órbita mais baixa os elétrons expelem energia em forma de luz.

A cor da luz emitida depende das alturas relativas do início e do fim dos níveis energéticos. Uma queda entre níveis próximos (como da segunda para a primeira) libera um pulso de baixa energia de luz avermelhada, enquanto uma queda entre níveis mais espaçados (digamos, da quinta para a segunda) libera uma luz roxa de alta energia. Devido à limitação das opções de salto dos elétrons, a luz emitida também é restrita. A luz emitida pelos elétrons nos átomos não é como a luz branca emitida por uma lâmpada. Os elétrons emitem uma luz muito específica, de cores muito puras. As camadas de cada elemento se situam em diferentes níveis, por isso os elementos liberam bandas de cores características – as mesmas bandas que Robert Bunsen observou com seu queimador e seu espectroscópio. Mais tarde, a percepção de que os elétrons saltam de níveis em números inteiros e nunca orbitam níveis fracionários foi fundamental para a visão da mecânica quântica. Todas as loucuras que você já ouviu falar sobre mecânica quântica se originam direta ou indiretamente desses saltos descontínuos.

O európio pode emitir luz como a descrita anteriormente, mas não muito bem: ele e seus irmãos lantanídeos não absorvem luz ou calor de forma eficiente (outra razão por que os químicos tiveram problema para identificá-los por tanto tempo). Mas a luz é uma moeda internacional, resgatável de muitas formas no mundo atômico, e os lantanídeos podem emitir luz de outra forma que não pela simples absorção. Isso é chamado de fluorescência,[2] que a maioria conhece por causa da luz negra ou de cartazes psicodélicos. Em geral, emissões de luz normais envolvem apenas elétrons, mas a fluorescência envolve moléculas inteiras. E enquanto os elétrons absorvem e emitem luz da mesma cor (entra amarelo, sai amarelo), as moléculas fluorescentes absorvem luz da alta energia (luz ultravioleta), mas emitem essa energia como baixa energia, como luz visível. Dependendo daquilo a que sua molécula estiver ligada, o európio pode emitir luz vermelha, verde ou azul.

Essa versatilidade é um bicho-papão para os falsificadores e faz do európio uma grande ferramenta contra a falsificação. A União Europeia, aliás, usa o elemento que leva seu nome na tinta de suas notas de papel. Para preparar a tinta, os químicos do Tesouro misturam uma tinta fluorescente com íons de európio, que se prendem a uma das pontas das moléculas de tinta. (Ninguém sabe realmente quais são essas tinturas, pois consta que a União Europeia tornou sua pesquisa ilegal. Os químicos cumpridores da lei só podem especular.) Apesar do sigilo, os químicos sabem que as tinturas de európio consistem em duas partes. A primeira é a receptora, ou antena, que forma o corpo principal da molécula. A antena capta a energia luminosa recebida, que o európio não consegue absorver; transforma-a em energia vibradora, que o európio consegue absorver; e infiltra essa energia até a ponta da molécula. É lá que o európio agita seus elétrons, que saltam para níveis de energia mais alta. Mas pouco antes de o elétron saltar, cair e emitir, uma pequena parte da onda de energia recebida “rebate” e volta para a antena. Isso não aconteceria com átomos isolados de európio, mas aqui a parte mais volumosa da molécula abafa e dissipa a energia. Por conta dessa perda, quando caem novamente, os elétrons produzem luz de baixa energia.

E por que essa alteração é útil? As tinturas fluorescentes são selecionadas de forma que o európio pareça opaco sob a luz visível, e um falsificador pode ser levado a pensar que está de posse de uma réplica perfeita. Mas se pusermos uma nota de euro sob um laser especial, a luz vai atiçar a tinta invisível. O papel em si fica preto, mas pequenas fibras orientadas aleatoriamente contendo európio aparecem como constelações multicoloridas. O desenho do mapa da Europa nas notas ganha um brilho verde, como se visto por alienígenas do espaço. Uma grinalda pastel de estrelas ganha uma coroa vermelha e amarela, e monumentos, assinaturas e selos ocultos brilham em azul-marinho. Os funcionários do governo reconhecem falsificações simplesmente procurando notas que não mostram todos esses sinais.

Então, na verdade existem dois euros em cada cédula: o que vemos no dia a dia e um segundo euro escondido mapeado em cima do primeiro – um código embutido. É um efeito muito difícil de falsificar sem uma formação profissional, e as tinturas de európio, junto com outros aspectos de segurança, fazem do euro o modelo mais sofisticado de papel-moeda já projetado. Por certo as cédulas de euro não estão isentas a falsificação: talvez isso seja impossível enquanto as pessoas gostarem de portar dinheiro vivo. Mas na longa batalha da tabela periódica para reduzir essa ação, o európio ganhou um lugar entre os mais preciosos metais.

APESAR DOS PROBLEMAS envolvendo a falsificação, muitos elementos foram usados como moeda corrente ao longo da história. Alguns, como o antimônio, foram um fracasso. Outros se transformaram em dinheiro sob circunstâncias atrozes. Enquanto trabalhava no laboratório de química de uma prisão durante a Segunda Guerra Mundial, o escritor e químico italiano Primo Levi começou a surrupiar pequenos bastões de cério. O cério produz faíscas quando recebe atrito, o que o torna ideal para isqueiros, e ele trocava esses bastões por pão e sopa com os trabalhadores civis. Levi foi aprisionado em um campo de concentração próximo ao final da guerra e quase morreu de fome; só começou a negociar cério em novembro de 1944. Ele estimou que isso lhe daria dois meses de rações, de vida, o suficiente para resistir até que o Exército soviético libertasse o campo onde estava em janeiro de 1945. Seu conhecimento sobre o cério foi a razão de termos hoje em dia sua obra-prima pós-holocausto chamada A tabela periódica.

Outras propostas de moedas correntes elementares foram menos pragmáticas e mais excêntricas. Inebriado pelo entusiasmo nuclear, Glenn Seaborg sugeriu certa vez que o plutônio se tornaria o novo ouro no mundo das finanças, por ser tão valioso em aplicações nucleares. Talvez numa gozação a Seaborg, um escritor de ficção científica chegou a sugerir que os resíduos radioativos seriam uma moeda corrente melhor para o capitalismo global, pois as moedas circulariam com mais rapidez. E, claro, nas crises econômicas as pessoas não poderiam voltar para um padrão de ouro ou prata. Até o século XX a maioria dos países considerava as cédulas de papel equivalentes ao ouro ou à prata, e as pessoas podiam trocar livremente o papel pelo metal. Alguns estudantes de literatura acreditam que O mágico de Oz, escrito por L. Frank Baum em 1900 – e no qual Dorothy usava sapatinhos de prata, não de rubi, e viajava por uma estrada de tijolos cor de ouro até uma cidade verde como notas de dólar –, era na verdade uma alegoria sobre os relativos méritos da prata em relação ao padrão-ouro.

Por mais antiquada que pareça uma economia baseada em metal, esse pessoal tem uma certa razão. Embora os metais não tenham liquidez, os mercados de metal são uma das fontes mais estáveis e de longo prazo de riqueza. Nem precisa ser ouro ou prata. Grama por grama, o elemento mais valioso entre todos os que se podem comprar é o ródio. (Foi por isso que, para superar um mero disco de platina, em 1979, o Guinness World of Records deu ao ex-beatle Paul McCartney um disco feito de ródio para celebrar o fato de ele ter se tornado o músico mais vendido de todos os tempos.) Mas ninguém ganhou mais dinheiro mais rapidamente com um elemento da tabela periódica do que o químico americano Charles Hall com o alumínio.

Durante os anos 1800, diversos químicos brilhantes dedicaram suas carreiras ao alumínio, e é difícil dizer se o elemento ficou melhor ou pior depois disso. No mesmo período, por volta de 1825, um químico dinamarquês e um alemão extraíram o metal de um antigo alume adstringente. (Alume é o pó que personagens de desenho animado como Frajola às vezes engolem e ficam com a boca enrugada.) Por conta de seu brilho, logo os mineralogistas classificaram o alumínio como metal precioso, como a prata ou a platina, que valeria muitos dólares por grama.

Vinte anos depois, um francês descobriu como ampliar esses métodos em escala industrial, tornando o alumínio disponível comercialmente. Por um preço, pois continuou sendo até mais valioso que o ouro. Isso porque, apesar de ser o metal mais comum na crosta terrestre – cerca de 8% da crosta terrestre em peso e centenas de milhões de vezes mais comum que o ouro –, o alumínio nunca aparece em sua forma pura nos veios. Amostras puras eram consideradas um milagre. Os franceses chegaram a expor, junto de suas joias da coroa, barras de alumínio semelhantes às de ouro que estão guardadas em Fort Knox, e o secundário imperador Napoleão III reservava um conjunto especial de talheres de alumínio para convidados especiais nos banquetes. (Os menos favorecidos usavam garfos e facas de ouro.) Nos Estados Unidos, em 1884, engenheiros do governo recobriram o Monumento de Washington com uma pirâmide de três quilos de alumínio, para mostrar o poder industrial do país. Conta um historiador que algumas gramas de aparas da pirâmide teria pagado um dia de salário para todos os trabalhadores que a erigiram.

Caprichosos engenheiros fazem polimento na cobertura de alumínio no alto do Monumento de Washington. O governo dos Estados Unidos coroou o monumento com alumínio em 1884 porque era o metal mais caro (e, portanto, mais impressionante) do mundo, muito mais precioso que o ouro. (Bettmann/Corbis)

O reinado de sessenta anos do alumínio como a substância mais preciosa do mundo foi glorioso, mas logo um químico norte-americano estragou tudo. As propriedades do metal – leve, forte, vistoso – encantavam os fabricantes, e sua onipresença na crosta terrestre tinha o potencial de revolucionar a produção de metais. Era uma obsessão para as pessoas, mas ninguém conseguia descobrir um jeito eficiente de separar o alumínio do oxigênio. No Oberlin College, em Ohio, um professor de química chamado Frank Fanning Jewett costumava entreter seus alunos com histórias de um Eldorado de alumínio à espera de quem conseguisse dominar esse elemento. E pelo menos um de seus alunos teve a ingenuidade de levar o professor a sério.

Em seus últimos dias de vida, o professor Jewett se vangloriava com os velhos companheiros de faculdade de que “minha maior descoberta foi ter descoberto um homem” – Charles Hall. Hall trabalhou com Jewett separando alumínio durante seus anos de graduação em Oberlin. Ele fracassou, fracassou e fracassou outra vez, mas a cada vez fracassava de uma forma mais inteligente. Finalmente, em 1886, Hall passou uma corrente elétrica de baterias feitas à mão (ainda não existiam linhas de eletricidade) através de um líquido que dissolvia compostos de alumínio. A energia da corrente liberou o metal puro, que se condensou em pequenas pepitas prateadas no fundo do tanque. O processo era fácil e barato, e funcionava tão bem em grandes recipientes como em bancadas de laboratório. Era a proeza química mais procurada desde a pedra filosofal, e Hall tinha conseguido. O “garoto prodígio do alumínio” tinha só 23 anos de idade.

Hall, porém, não fez fortuna de imediato. O químico francês Paul Héroult topou com esse mesmo processo ao mesmo tempo. (Hoje Hall e Héroult dividem os créditos pela descoberta que derrubou o mercado de alumínio.) Em 1887, um austríaco inventou outro método de separação, e, sob a ameaça da competição, Hall logo fundou em Pittsburgh o que se tornou a Aluminum Company of America, ou Alcoa, um dos empreendimentos comerciais mais bem-sucedidos da história.

A produção de alumínio pela Alcoa aumentou exponencialmente. Nos primeiros meses de 1888, a Alcoa produzia 25 quilos de alumínio por dia; duas décadas depois, precisava embarcar 40 mil quilos por dia para atender a demanda. Enquanto a produção aumentava, os preços despencavam. Anos antes do nascimento de Hall, a descoberta de um homem tinha reduzido o preço do alumínio de 250 dólares por quilo para oito dólares em sete anos. Cinquenta anos depois, sem considerar a inflação, a empresa de Hall baixou o preço para 11 centavos de dólar por quilo. Talvez tal crescimento só tenha sido superado uma vez na história dos Estados Unidos, durante a revolução dos semicondutores de silício, oitenta anos depois.[3] Assim como os nossos barões dos computadores modernos, Hall estava milionário. Quando morreu, em 1914, ele possuía ações da Alcoa no valor de 30 milhões de dólares[4] (cerca de 650 milhões em valores de hoje). Graças a Hall, o alumínio se transformou no metal comum que todos conhecemos, matéria-prima para latas de refrigerantes, enfeites e fuselagens de avião. (De forma um tanto quanto anacrônica, ainda permanece até hoje no teto do Monumento de Washington.) Cabe ao leitor considerar se o alumínio fica melhor como o metal mais precioso do mundo ou o mais produtivo.

Os norte-americanos usam o termo “aluminum”, em vez do termo mais internacional “aluminium”. Essa grafia discordante[5] tem suas raízes na rápida ascensão do metal. Quando especulavam sobre a existência do elemento 13, os químicos do início dos anos 1800 empregavam as duas grafias, mas acabaram se decidindo pelo i a mais para padronizar com os recém-descobertos bário (barium), magnésio (magnesium), sódio (sodium) e estrôncio (strontium). Quando protocolou sua patente pelo processo de corrente elétrica, Charles Hall também usou esse i extra. No entanto, na publicidade de seu brilhante metal, Hall pisou na bola com a linguagem. Até hoje se discute se o corte do i foi intencional ou um erro fortuito nos panfletos publicitários, mas, quando Hall viu escrito “aluminum”, ele considerou o termo genial. Decidiu suprimir a vogal, e com isso cortou uma sílaba, alinhando seu produto com a classuda platina (platinum). Seu novo metal deslanchou tão rapidamente e cresceu tanto em importância na economia que o termo “aluminum” ficou estampado de forma indelével na psique norte-americana. Como sempre nos Estados Unidos, o dinheiro fala mais alto.

14. Elementos artísticos

À MEDIDA QUE FOI SE SOFISTICANDO ao longo da história, a ciência foi também se tornando cada vez mais cara, e o dinheiro, muito dinheiro, começou a ditar se, quando e como se fazia ciência. Já em 1956, o romancista anglo-germânico Sybille Bedford escreveu que muitas gerações haviam se passado desde que “as leis do universo eram algo com que um homem poderia lidar com prazer em uma oficina construída atrás dos estábulos”.[1]

Claro que muito pouca gente, em sua maioria cavalheiros bem de vida, poderia ter sua própria pequena oficina para produzir ciência durante a época que Bedford estava mencionando, os séculos XVIII e XIX. De fato, não é coincidência que em geral eram as pessoas das classes mais altas que faziam coisas como descobrir novos elementos: ninguém mais tinha o tempo livre para ficar por aí discutindo sobre de que eram feitas algumas rochas obscuras.

Essa marca da aristocracia transparece na tabela periódica, uma influência que se pode observar sem uma gota de conhecimento de química. Em toda a Europa, cavalheiros eram educados com ênfase nos clássicos, e muitos nomes de elementos – cério, tório, promécio – remetem a mitos antigos. Também os nomes mais engraçados, como praseodímio, molibdênio e disprósio, são amálgamas do grego e do latim. Disprósio significa “pequenino escondido”, pois é complicado separá-lo de seus elementos irmãos. Praseodímio significa “gêmeo verde”, por razões semelhantes (sua outra metade é o neodímio, “novo gêmeo”). Os nomes dos gases nobres significam basicamente “estranho” ou “inativo”. No final dos anos 1880, até mesmo os orgulhosos cavalheiros franceses não escolheram “França” ou “Paris” para batizar novos elementos, preferindo os termos filologicamente decadentes “Gália” (gálio) e “Lutécia” (lutécio), respectivamente, como se remetessem a Júlio César.

Hoje em dia tudo isso parece esquisito – cientistas que estudavam mais as línguas antigas do que, bem, a ciência –, mas durante séculos a ciência era menos uma profissão do que um passatempo de amadores, como a filatelia.[2] A ciência ainda não era matematizada, os portões de entrada estavam abertos e um nobre da estirpe de um, digamos, Johann Wolfgang von Goethe podia forçar sua entrada em discussões científicas, fosse ou não qualificado.

Hoje Goethe é lembrado como um escritor cujo alcance e poder emotivo muitos críticos só comparam a Shakespeare, que além de seus textos teve um papel ativo no governo e em debates políticos em quase todos os campos. Muitas pessoas ainda o consideram o maior e mais completo alemão que já viveu. Mas tenho de admitir que minha primeira impressão de Goethe foi de que era um pouco farsante.

Durante um verão, quando eu estava na faculdade, trabalhei para um professor de física que, embora fosse um maravilhoso contador de histórias, estava sempre sem suprimentos realmente básicos como cabos eletrônicos, o que significava que eu tinha de visitar o almoxarifado no porão e implorar para obter o necessário. O guarda da masmorra era um homem de fala alemã. Para interpretar melhor seu papel de Quasímodo, ele estava sempre barbado, tinha o cabelo cacheado até os ombros e peito e braços volumosos, como se fossem de outro corpo, com mais que seu 1,70 metro de altura. Eu tremia cada vez que batia à sua porta, nunca sabendo o que responder quando ele apertava os olhos e dizia, mais com escárnio do que na forma de pergunta: “Ele está sem cabo coaxial?”

Meu relacionamento com ele melhorou no semestre seguinte, quando me matriculei num curso (obrigatório) em que ele era um dos professores. Era num laboratório, o que significa tediosas horas construindo e montando coisas, e nas horas vagas eu e ele algumas vezes conversávamos sobre literatura. Um dia ele mencionou Goethe, que eu não conhecia. “Ele é o Shakespeare da Alemanha”, explicou com seu sotaque carregado. “Todos os imbecis da Alemanha estão sempre citando Goethe. É uma chatice. E depois eles dizem: ‘Como, você não conhece Goethe?’”

Ele tinha lido Goethe no original em alemão e o achava medíocre. Eu ainda era jovem e me impressionava com convicções fortes, e aquela denúncia me fez desacreditar de Goethe como um grande pensador. Anos depois, quando havia lido mais, vim a apreciar os talentos literários de Goethe. Mas tive de admitir que meu diretor de laboratório tinha alguma razão sobre a mediocridade do escritor em algumas áreas. Embora seja um autor memorável e revolucionário, ele não conseguia deixar de fazer pronunciamentos em filosofia e também em ciência. E fazia isso com todo o entusiasmo de um diletante, e quase com a mesma competência.

No final dos anos 1700, Goethe criou uma teoria de como as cores funcionavam, para refutar a teoria de Isaac Newton. Só que Goethe se baseava tanto na poesia como na ciência, inclusive com sua excêntrica tese de que “as cores são as façanhas da luz, façanhas e sofrimentos”. Sem querer posar de positivista, essa declaração não quer dizer nada. Também insuflou em seu romance Afinidades eletivas a noção espúria de que os casamentos funcionam como reações químicas. Quer dizer, se você puser o casal AB em contato com o casal CD, eles podem naturalmente cometer um adultério químico e formar novos pares: AB + CD → AD + BC. E não era só algo implícito ou uma metáfora. Os personagens realmente discutem esse rearranjo algébrico de suas vidas. Apesar da força do romance (em especial seu retrato da paixão), seria melhor que Goethe tivesse deixado a ciência de fora.

Até mesmo a obra-prima de Goethe, Fausto, contém especulações datadas sobre alquimia e, pior (pelo menos alquimia era uma coisa bacana), um estapafúrdio diálogo socrático entre “netunistas” e “plutonistas”[3] sobre como as rochas se formavam. Netunistas como Goethe achavam que as rochas se precipitavam a partir de minerais no oceano, o reino do deus Netuno; eles estavam errados. Os plutonistas – cujo nome derivava do deus Plutão das profundezas e cujos argumentos foram assumidos, sem muita sutileza, pelo próprio Satã em Fausto – argumentavam corretamente que os vulcões e o calor no centro da Terra formam a maior parte das rochas. Como de hábito, Goethe escolhe o lado perdedor porque o agradava mais esteticamente. Fausto continua sendo uma poderosa história sobre a insolência científica, como Frankenstein, mas Goethe teria se sentido consternado depois de sua morte, em 1832, ao saber que seus conceitos científicos e filosóficos logo se desintegrariam e que as pessoas agora leem seu trabalho apenas por conta do valor literário.

Ainda assim, Goethe conseguiu fazer uma duradoura contribuição à ciência em geral e à tabela periódica em particular – como patrono. Em 1809, como ministro de Estado, Goethe teve a responsabilidade de selecionar um cientista para uma cadeira aberta em química na Universidade de Jena. Depois de ouvir recomendações de amigos, Goethe teve o discernimento de escolher outro Johann Wolfgang – J.W. Döbereiner. Era um tipo provinciano, sem formação em química e com um currículo fraco, que só enveredou pela química depois de ter fracassado nas indústrias farmacêutica, têxtil, agrícola e cervejeira. O trabalho de Döbereiner na indústria, porém, assimilou habilidades práticas que um cavalheiro como Goethe nunca aprendeu, mas muito admirava, numa era de grandes avanços industriais. Goethe logo desenvolveu um forte interesse pelo jovem, e os dois passaram muitas horas felizes discutindo os palpitantes temas químicos da época, como a razão por que o repolho roxo manchava colheres de prata e quais os ingredientes da pasta de dentes de Madame de Pompadour. Mas a amizade entre os dois não conseguiu superar as grandes diferenças na formação e na educação de ambos. Goethe, naturalmente, tinha uma educação clássica abrangente, e até hoje é considerado (com um toque de hipérbole) o último homem a saber de tudo, o que ainda era possível quando a arte, a ciência e a filosofia se sobrepunham bastante. Era também um cosmopolita muito viajado. Quando foi convidado por Goethe para ocupar o cargo em Jena, Döbereiner nunca tinha saído da Alemanha, e cientistas continuaram a ser muito mais frequentemente cavalheiros intelectuais como Goethe do que matutos como J.W.

Por essa razão, faz sentido que a grande contribuição de Döbereiner à ciência tenha se inspirado em um dos raros elementos que não devem seu nome ao helenismo nem a Ovídio, o estrôncio. O estrôncio foi o primeiro sinal da existência de algo como a tabela periódica. Em 1790, um médico descobriu o elemento no laboratório de um hospital num bairro de prostituição de Londres, não longe do velho Globe Theatre de Shakespeare. Ele deu o nome ao elemento a partir da origem do mineral que estava estudando – Strontian, um vilarejo de mineração na Escócia –, e Döbereiner retomou esse trabalho vinte anos depois. A pesquisa de Döbereiner concentrou-se (veja só o pragmatismo) em encontrar formas precisas de pesar elementos, e o estrôncio era novo e raro, um desafio. Com o apoio de Goethe, Döbereiner partiu para o estudo de suas características. Mas, ao refinar os números do estrôncio, ele percebeu algo estranho: seu peso ficava exatamente entre os pesos do cálcio e do bário. Além disso, quando estudou sua composição, o estrôncio se comportava como o bário e o cálcio nas reações químicas. De alguma forma, o estrôncio era uma mistura de dois elementos, um mais leve e outro mais pesado.

Intrigado, Döbereiner começou a medir mais elementos com precisão, indo em busca de “tríades”. Logo surgiram cloro, bromo e iodo; enxofre, selênio e telúrio; e outros mais. Em cada caso, o peso do elemento do meio ficava a meio caminho de seus primos químicos. Convencido de que aquilo não era uma coincidência, Döbereiner começou a agrupar esses elementos no que hoje reconhecemos como as colunas da tabela periódica. Aliás, os químicos que construíram as primeiras tabelas periódicas, cinquenta anos depois, começaram com os pilares de Döbereiner.[4]

Ora, a razão de terem transcorrido cinquenta anos entre Döbereiner e Dmitri Mendeleiev sem uma tabela periódica era que a tríade não funcionava muito bem. Em vez de usarem o estrôncio e seus vizinhos para procurar uma maneira universal de organizar a matéria, os químicos (influenciados pelo cristianismo, pela alquimia e pela convicção de Pitágoras de que os números de alguma forma incorporam a verdadeira realidade metafísica) começaram a ver trindades em toda parte e a se envolver com a numerologia triádica. Eles calculavam trilogias só por serem trilogias e promoviam quaisquer relações de três, não importava o quanto fossem tênues, a algo sagrado. De qualquer forma, graças a Döbereiner, o estrôncio foi o primeiro elemento posicionado corretamente em um esquema maior e universal de elementos. E Döbereiner nunca teria percebido isso sem a confiança e o apoio de Goethe.

Por outro lado, Döbereiner fez com que seu patrocinador parecesse ainda mais genial por apoiá-lo quando inventou o primeiro isqueiro portátil, em 1823. O isqueiro baseava-se na curiosa capacidade de a platina absorver e armazenar grandes quantidades de gás hidrogênio inflamável. Numa época em que a culinária e o aquecimento ainda dependiam do fogo, surgiu como uma grande novidade econômica. O isqueiro, chamado de lâmpada de Döbereiner, na verdade tornou seu inventor quase tão mundialmente famoso quanto Goethe.

Assim, mesmo que Goethe tivesse pouco a mostrar em seu trabalho científico, seus escritos ajudaram a difundir a ideia de que a ciência era algo nobre, e seu patrocínio encaminhou os químicos na direção da tabela periódica. Goethe merece ao menos uma posição honorária na história da ciência – o que, afinal, poderia tê-lo deixado contente. Citando nada menos que um personagem de Johann Wolfgang von Goethe (com um pedido de desculpas ao meu velho diretor de laboratório!): “A história da ciência é a própria ciência.”

GOETHE VALORIZAVA A BELEZA INTELECTUAL DA CIÊNCIA, e pessoas que valorizam a beleza na ciência tendem a revelar as simetrias da tabela periódica e suas repetições ao estilo de Bach e de suas variações melódicas. Mas nem toda a beleza da tabela é abstrata. A tabela inspira a arte em todas as suas formas. O ouro, a prata e a platina são por si adoráveis, e outros elementos, como o cádmio e o bismuto, florescem nos pigmentos coloridos em minerais ou em óleos vegetais. Os elementos têm um papel de destaque também no design, na elaboração de lindos objetos do dia a dia. Novas ligas de elementos podem fornecer novas e sutis vantagens em força e flexibilidade que fazem um projeto deixar de ser apenas funcional para ser fenomenal. E com a utilização do elemento certo, uma coisa tão simples como uma caneta-tinteiro pode vir a ser um objeto – se não for constrangedor demais dizer isso (e para alguns aficionados de canetas não é) – que chega a ser majestoso.[5]

No final dos anos 1920, o lendário projetista húngaro (depois americano) László Moholy-Nagy criou uma diferenciação acadêmica entre “obsolescência forçada” e “obsolescência artificial”. Obsolescência forçada é o curso normal das coisas na tecnologia, o estofo dos livros de história: arados deram lugar a colheitadeiras, mosquetes à metralhadora Gatling, cascos de madeira às quilhas de aço nas embarcações. Em comparação, a obsolescência artificial dominaria cada vez mais o século XX, segundo Moholy-Nagy. As pessoas estavam abandonando bens de consumo não porque estivessem ultrapassados, mas porque os vizinhos tinham algo mais novo e vistoso. Moholy-Nagy – um artista e de alguma forma um filósofo do design – considerava a obsolescência artificial algo materialista, infantil, uma “desintegração moral”. E por mais que seja difícil acreditar, a humilde caneta-tinteiro já foi um exemplo da insaciável necessidade das pessoas por alguma coisa, qualquer coisa, avançada e inteiramente nova.

A carreira da caneta como uma espécie de anel de Frodo começou em 1923 com um homem. Com 28 anos de idade, Kenneth Parker convenceu os diretores do negócio da família a investir o dinheiro da empresa em um novo projeto, sua luxuosa caneta Duofold. (Esperto, ele esperou que seu pai, Mr. Parker, o chefão, saísse para uma longa viagem pela África e pela Ásia e não pudesse vetar seu projeto.) Dez anos depois, nos piores dias da Grande Depressão, Parker replicou a aposta ao introduzir outro modelo de ponta, a Vacumatic. E poucos anos depois disso, Parker, que agora era o chefão, estava ansioso por outro projeto. Ele já tinha lido e absorvido as teorias sobre design de Moholy-Nagy, mas em vez de deixar que a reprovação moral da obsolescência artificial o cerceasse, Parker viu aquilo do verdadeiro jeito americano: como uma oportunidade de ganhar muito dinheiro. Se as pessoas tivessem algo melhor para comprar, elas comprariam, mesmo se não precisassem do produto. Com essa finalidade, em 1941 ele introduziu a que é amplamente considerada a melhor caneta da história, a Parker 51, batizada em referência ao número de anos que a Parker Pen Company tinha de atividade quando esse modelo maravilhoso e absolutamente inútil chegou às lojas.

Era a personificação da elegância. A tampa da caneta era dourada ou cromada, com uma flecha de ouro como presilha. O corpo era rombudo e dava vontade de segurar, como uma cigarrilha, e era apresentado em cores como azul cedro, verde Nassau, chocolate, ameixa e vermelho-fúria. A ponta da caneta, preta, parecia a cabeça de uma tartaruga tímida, que se fechava em cone numa boca estilosa e caligráfica. E daquela boca estendia-se um pequeno bico dourado, como uma língua enrolada, para dispensar a tinta. Por dentro daquela estrutura delgada, a caneta funcionava num invólucro plástico recém-patenteado chamado Lucite e um novo sistema cilíndrico recém-patenteado para liberar uma nova tinta recém-patenteada – uma tinta que, pela primeira vez na história da escrita à mão, não secava por evaporação na superfície do papel, mas ao penetrar nas fibras do papel, secando num instante por absorção. Até a forma como a tampa encaixava na caneta recebeu duas patentes. Os engenheiros de Parker eram gênios da escrita.

Os aficionados costumam apontar a Parker 51 como a melhor caneta da história – assim como um dos projetos com mais estilo de todos os tempos, em qualquer categoria. A ponta da caneta era feita de rutênio, um elemento raro e durável. ( Jim Mamoulides, www.PenHero.com)

A única falha daquela beldade era a ponta do bico de ouro, a parte que tocava o papel. O ouro, um metal mole, deforma sob a rigorosa fricção da escrita. No modelo original, Parker revestiu o bico com um anel de osmirídio, uma liga de irídio e ósmio. Os dois metais eram bem resistentes, porém escassos, caros, e era uma dor de cabeça importá-los. Um súbito desabastecimento ou uma alta nos preços poderiam condenar o projeto. Por isso Parker contratou um metalurgista da Universidade Yale para encontrar um substituto. Em um ano, a empresa requereu outra patente para uma ponta de rutênio, que na época era pouco melhor que refugo. Mas afinal era uma ponta digna do resto do projeto, e o rutênio passou a revestir todas as Parker 51 a partir de 1944.[6]

Mas, honestamente, apesar de sua engenharia superior, a Parker 51 era quase igual à maioria das canetas em sua função básica – espalhar tinta no papel. Mas, como o profeta do desenho industrial Moholy-Nagy poderia ter previsto, a moda atropelou a necessidade. Com a nova ponta, os anúncios publicitários da empresa convenceram os consumidores de que os instrumentos de escrita humanos haviam alcançado sua apoteose, e as pessoas começaram a jogar fora os modelos antigos da Parker para comprar aquele novo. A 51 – “a caneta mais desejada do mundo” – tornou-se um símbolo de status, a única coisa que os banqueiros de mais classe, corretores da bolsa e políticos usariam para assinar cheques, contas no bar e cartelas para marcar pontos no golfe. Até os generais Dwight D. Eisenhower e Douglas MacArthur usaram uma Parker 51 para assinar os tratados que terminaram a Segunda Guerra Mundial na Europa e no Pacífico em 1945. Com tanta publicidade, e com o otimismo que tomou conta do mundo com o fim da guerra, as vendas saltaram de 440 mil unidades em 1944 para 2,1 milhões em 1947 – uma proeza incrível se considerarmos que a 51 custava pelo menos 12,50 dólares na época e subiu para 50 dólares (o equivalente a 100 e 400 dólares hoje), e que o cartucho de tinta recarregável e a ponta durável de rutênio significavam que ninguém precisava substituir aquela caneta.

Até mesmo Moholy-Nagy, talvez desgostoso pela forma como suas teorias haviam se aplicado ao mercado, teve de assobiar diante de uma 51. Seu equilíbrio na mão, a aparência e a tinta cremosa deixaram Moholy-Nagy tão maravilhado que uma vez a citou como o projeto perfeito. Ele chegou a aceitar um trabalho de consultor para a Parker em 1944. Depois disso, durante décadas houve persistentes rumores de que Moholy-Nagy tinha desenhado a 51. A Parker continuou a vender diversos modelos da 51 até 1972, e, apesar de custar duas vezes mais que suas concorrentes mais baratas, a empresa vendeu todas as canetas que produziu até aquela data, faturando 400 milhões de dólares (alguns bilhões de dólares de hoje).

Pouco depois do desaparecimento da Parker 51, o mercado de canetas de luxo começou a encolher. A razão é bem óbvia: enquanto a 51 tinha levado o mercado a considerar as outras canetas inferiores, as canetas foram gradualmente forçadas à obsolescência por tecnologias como a máquina de escrever. Mas existe uma história irônica a ser desencavada nessa mudança de posição, que começa com Mark Twain e faz um percurso até a tabela periódica.

DEPOIS DE ASSISTIR à demonstração de uma máquina de escrever em 1874, e apesar da depressão mundial, Twain comprou uma delas pelo ultrajante preço de 125 dólares (2.400 dólares atualmente). Em uma semana ele já a estava usando para escrever cartas (só com letras maiúsculas, pois não tinha minúsculas), enfatizando o quanto queria se livrar daquela máquina: “É UMA LOUCURA PARA A CABEÇA”, lamentou. Às vezes é difícil distinguir quando Twain estava mesmo reclamando ou se era apenas sua personalidade rabugenta, então ele poderia estar exagerando. Mas, em 1875, Twain já tinha desistido da máquina de escrever e resolveu adotar novas “canetas-tinteiro” de duas empresas. Sua adoração por canetas de luxo nunca diminuiu, nem mesmo quando era preciso “uma grande quantidade de imprecações para fazer as coisas funcionarem”. Parker 51 é que não eram.

Mesmo assim, Twain fez mais do que qualquer outro para garantir o triunfo final das máquinas de escrever sobre as canetas de luxo. Foi ele quem apresentou o primeiro manuscrito datilografado a um editor, Vida no Mississippi, em 1883. (Foi ditado a uma secretária, não datilografado por Twain.) Mas, quando o fabricante das novas Remington pediu que ele recomendasse suas máquinas (Twain havia, relutantemente, comprado uma máquina nova), ele declinou com uma carta malcriada – cujo sentido a empresa inverteu e publicou assim mesmo.[7] Qualquer observação de Twain, talvez a pessoa mais popular dos Estados Unidos na época, valia como uma recomendação.

Essas histórias de falar mal de canetas que ele adorava e usar máquinas de escrever que detestava mostram uma contradição em Twain. Embora talvez fosse a antítese de Goethe no sentido literário, o popular e democrático Twain partilhava com Goethe certa ambivalência quanto à tecnologia. Twain não tinha pretensões de fazer ciência, mas tanto ele como Goethe eram fascinados pelas descobertas científicas. Ao mesmo tempo, os dois duvidavam que o Homo sapiens tivesse sabedoria para usar a tecnologia de forma adequada. Em Goethe essa dúvida se manifestou em Fausto, enquanto Twain escreveu o que poderia ser considerado hoje ficção científica. Mesmo. Além de seus truculentos romances passados em embarcações fluviais, Twain escreveu também contos sobre invenções, tecnologia, distopias, viagem no tempo e no espaço e até mesmo sobre os perigos da tabela periódica, em seu confuso conto “Sold to Satan” [Vendido para Satã].

Com 2 mil palavras, a história começa pouco depois de uma hipotética queda das ações de aço por volta de 1904. O narrador, doente e precisando de dinheiro, resolve vender sua alma imortal a Mefistófeles. Para fechar o acordo, ele e Satã encontram-se à meia-noite num covil sombrio e sem nome, tomam alguns grogues quentes e discutem os deprimentes e irrisórios preços das almas no mercado. Mas logo depois eles se distraem com um aspecto incomum na anatomia de Satã – ele é todo feito de rádio.

Seis anos antes do conto de Twain, Marie Curie tinha surpreendido o mundo científico com suas revelações sobre os elementos radioativos. Era uma notícia autêntica, e Twain deveria estar bem sintonizado com o panorama científico para incorporar todos os detalhes impudentes que apresentou em “Sold to Satan”. A radioatividade do rádio carrega de eletricidade o ar ao redor, por isso Satã brilha numa luminescência esverdeada, para deleite do narrador. Além disso, assim como uma rocha de sangue quente, o rádio está sempre mais quente que o ambiente em torno, pois sua radioatividade o aquece. Esse calor aumenta exponencialmente quanto mais rádio for acrescentado. Como resultado, o Satã de 1,85 metro de altura e quatrocentos e tantos quilos de Twain é quente o bastante para acender um charuto com a ponta do dedo. (Mas que ele logo apaga, para “guardar para Voltaire”. Ao ouvir isso, o narrador faz Satã aceitar mais cinquenta charutos para distribuir para várias pessoas, inclusive Goethe.)

A história continua com alguns detalhes sobre o refino de metais radioativos e está longe de figurar entre os melhores trabalhos de Twain. Mas, como os melhores trabalhos de ficção científica, é presciente. Para não incinerar as pessoas que encontra, Satã usa um casaco de polônio, outro novo elemento descoberto por Curie. Em termos científicos é um disparate: uma camada de polônio “transparente, fina como a gelatina de um filme”, nunca poderia suportar o calor de uma massa crítica de rádio. Mas vamos perdoar Twain, pois o polônio da história tem propósitos muito mais dramáticos, propiciando a Satã uma forma de ameaça: “Se eu despisse a minha pele o mundo desapareceria num clarão de chamas e numa lufada de fumaça, com os restos da Lua extinta se espalhando pelo espaço como uma simples nevasca de cinzas!”

Como Twain era Twain, ele não podia deixar o Diabo terminar a história numa posição de poder. O calor do rádio represado era tão intenso que Satã logo admite, com uma ironia involuntária: “Estou queimando por dentro. Estou sofrendo.” Mas, piadas à parte, Twain já se mostrava preocupado com o espantoso poder da energia nuclear em 1904. Se tivesse vivido mais quarenta anos, ele teria abanado a cabeça – desanimado, mas pouco surpreso – ao ver as pessoas mais entusiasmadas por mísseis nucleares do que pela abundância da energia atômica. Ao contrário das excursões de Goethe pela ciência bruta, as histórias de Twain abordando temas científicos ainda podem ser lidas hoje e parecer elucidativas.

TWAIN ENTENDEU O SIGNIFICADO SOMBRIO da tabela periódica e mostrou sua desesperança. Mas de todas as histórias de artistas e de elementos, nenhuma é mais triste, mais cruel ou mais faustiana do que as aventuras do poeta Robert Lowell com um dos elementos primordiais no alto da tabela, o lítio.

Quando eram todos jovens em uma escola preparatória no início dos anos 1930, os amigos apelidaram Lowell de “Cal”, numa referência a Caliban, o homem-fera uivante de A tempestade. Outros juram que foi Calígula quem inspirou o epíteto. De um jeito ou de outro, o nome se aplica ao poeta confessional, que era o estereótipo do artista louco – alguém como Van Gogh ou Poe, cujas genialidades se originavam em partes da psique que a maioria de nós não consegue acessar, muito menos controlar com propósitos artísticos. Infelizmente, Lowell não conseguiu dominar sua loucura fora das margens dos poemas, e sua insanidade vazou por toda sua vida real. Certa vez ele apareceu na porta de um amigo, convencido de que ele (Lowell) era a Virgem Maria. Em outra ocasião, em Bloomington, Indiana, ele se convenceu de que poderia parar automóveis numa estrada abrindo os braços como Jesus. Nas aulas que ministrava, perdia horas balbuciando e reescrevendo poemas de inseguros alunos no estilo obsoleto de Tennyson ou Milton. Quando tinha dezenove anos, abandonou uma noiva e foi de carro de Boston até a casa de campo de um poeta do Tennessee na esperança de que ele se tornasse seu mentor. Lowell simplesmente imaginou que o homem o hospedaria. O poeta explicou delicadamente que não havia lugar na estalagem, por assim dizer, e brincou dizendo que Lowell teria de acampar no gramado se quisesse ficar. Lowell anuiu e partiu – para a Sears. Comprou uma tenda e voltou para armá-la no gramado.

O público ligado em literatura adorava essas histórias, e durante os anos 1950 e 1960 Lowell foi um poeta de destaque nos Estados Unidos, ganhando prêmios e vendendo milhares de livros. Todos supunham que as aberrações de Lowell eram a inspiração de alguma musa louca e divina. Mas a psicologia farmacêutica, um campo que nascia na época, tinha uma explicação diferente: Cal sofria de um desequilíbrio químico que o tornava um maníaco-depressivo. O público só via o homem indômito, não seus sombrios e incapacitantes estados de espírito – estados que o deixavam arruinado espiritualmente e também cada vez mais arruinado em termos financeiros. Por sorte, o primeiro verdadeiro estabilizador psicológico, o lítio, chegou aos Estados Unidos em 1967. O desesperado Lowell – recentemente encarcerado num pavilhão psiquiátrico onde os médicos confiscaram seu cinto e os cadarços de seus sapatos – concordou em ser medicado.

Curiosamente, apesar de toda a sua potência como droga, o lítio não tem um desempenho biológico normal. Não é um mineral essencial como o ferro ou o magnésio, nem mesmo um elemento nutriente como o cromo. Na verdade, o lítio em estado puro é um metal assustadoramente reativo. Há relatos de pessoas cujos bolsos pegaram fogo quando chaves ou moedas entraram em curto-circuito com baterias de lítio portáteis durante uma caminhada. O lítio (que na forma de medicamento é um sal, o carbonato de lítio) tampouco funciona como se espera de uma droga. Tomamos antibióticos no auge de uma infecção para combater os micróbios. Mas a ingestão de lítio no auge de uma euforia ou nos vales de uma depressão não resolve o surto. O lítio só evita o início de um novo surto. E, embora os cientistas soubessem de sua eficácia desde 1886, até recentemente ainda não sabiam por que ele funcionava.

O lítio mexe com muitas substâncias químicas que alteram o humor no cérebro, e seus efeitos são complicados. O mais interessante é que ele parece restabelecer o ritmo circadiano do corpo, o nosso relógio interno. Nas pessoas normais, as condições do ambiente, em especial o sol, determinam os humores e os momentos em que se sentem cansadas durante o dia. Isso acontece num ciclo de 24 horas. Pessoas bipolares passam por ciclos que não têm relação com o sol. Elas continuam à toda. E quando estão se sentindo bem, o cérebro as inunda com neuroestimulantes da luz do sol, por isso a ausência da luz do sol não fecha a torneira. Alguns chamam isso de “entusiasmo patológico”: essas pessoas mal precisam dormir, e os acessos de autoconfiança incham ao ponto de um bostoniano no século XX acreditar que o Espírito Santo o escolheu como o veículo de Jesus Cristo. No fim, esses acessos desgastam o cérebro e as pessoas desmoronam. Quando dominados pelos “cães negros”, bipolares em estado grave às vezes ficam acamados durante semanas.

O lítio regula as proteínas que controlam o relógio interno do corpo. Estranhamente, esse relógio funciona com base no DNA, dentro de neurônios especiais no fundo do cérebro. Proteínas especiais se ligam ao DNA das pessoas a cada manhã, e depois de certo período fixo elas se degradam e se desprendem. A luz do sol restabelece as proteínas a cada dia, para que durem mais tempo. Na verdade, as proteínas só se desprendem quando cai a escuridão – e nesse ponto o cérebro deve “perceber” o DNA puro e parar de produzir estimulantes. Esse processo se desvirtua nos bipolares porque as proteínas continuam presas ao DNA, apesar da ausência da luz do sol. O cérebro não percebe que precisa parar de dar corda. O lítio ajuda a separar as proteínas do DNA para que as pessoas possam relaxar. É preciso entender que a luz do sol exerce sua função e restabelece as proteínas durante o dia apesar do lítio: só quando cai a noite é que o lítio ajuda o DNA a se livrar delas. Em vez de ser a luz do sol numa pílula, o lítio atua como uma “antiluz solar”. Em termos neurológicos, a droga desfaz a luz solar e reduz o relógio circadiano ao seu ciclo de 24 horas – evitando que a euforia predomine e que a depressão tome conta.

Lowell respondeu ao lítio de imediato. Sua vida pessoal ficou mais estável (ainda que não totalmente estável), e a certa altura ele se considerou curado. A partir dessa nova perspectiva, ele pôde ver que sua antiga vida – repleta de brigas, bebedeiras e divórcios – tinha prejudicado muita gente. A despeito de todos os versos francos e comoventes de seus poemas, Lowell nunca escreveu nada tão pungente – ou nada tão comovente a respeito da frágil química dos seres humanos – quanto o lamento que fez a seu editor, Robert Giroux, depois que os médicos iniciaram o tratamento com lítio.

“É terrível, Bob”, falou, “pensar que tudo o que sofri, que todo o sofrimento que causei tenha se originado da falta de um sal no meu cérebro.”

Lowell achou que o lítio melhorou sua vida; já o efeito do lítio em sua arte foi discutível. Assim como Lowell, a maioria dos artistas sente que a troca de um ciclo bipolar por um ritmo circadiano brando e prosaico permite um trabalho produtivo sem a distração da euforia ou a sedação da depressão. Mas o debate continua: será que o trabalho criativo sofre depois da “cura”, quando um artista perde o acesso àquela parte da psique que a maioria de nós nunca vislumbra?

Muitos artistas relatam uma sensação de paz e tranquilidade com o lítio. Um dos amigos de Lowell declarou que parecia que alguém o havia levado a um zoológico. Não há dúvida de que a poesia de Lowell mudou depois de 1967, tornando-se cada vez mais bruta e intencionalmente menos burilada. Além disso, em vez de usar sua mente perturbada para criar versos, ele começou a roubar trechos de cartas pessoais, o que indignou as pessoas que citava. O trabalho de Lowell foi vencedor do Prêmio Pulitzer de 1974, mas não maturou bem. Quando comparado ao vivaz trabalho da juventude, quase não é lido nos dias de hoje. Por mais que a tabela periódica tenha inspirado Goethe, Twain e outros, o lítio ministrado a Lowell pode ter sido um caso em que a saúde melhorou em detrimento da arte, transformando um gênio enlouquecido em um homem apenas humano.

15. Um elemento de loucura

ROBERT LOWELL ERA O EXEMPLO TÍPICO do artista louco, mas existe outro desvio psicológico em nossa psique cultural coletiva: o cientista louco. Os cientistas loucos da tabela periódica tendiam a mostrar menos acessos em público do que artistas loucos, e em geral também não levavam vidas privadas notórias. Seus lapsos psicológicos eram mais sutis, e seus equívocos eram gerados por um tipo peculiar de loucura, conhecida como ciência patológica.[1] E o mais fascinante é a forma como essa patologia, essa loucura, pôde existir lado a lado na mesma mente de forma tão brilhante.

Ao contrário de quase todos os outros cientistas neste livro, William Crookes nunca trabalhou numa universidade. Nascido em Londres em 1832, primogênito de um alfaiate pai de 16 filhos, mais tarde Crookes foi pai de mais dez, e sustentava sua enorme família escrevendo livros populares sobre diamantes e editando uma atrevida revista de fofocas a respeito do que acontecia na ciência, a Chemical News. Ainda assim, Crookes – um homem de óculos, barba e bigode pontudo – praticou uma ciência de ponta com elementos como o selênio e o tálio e chegou a ser admitido ao principal clube científico da Inglaterra, a Royal Society, com apenas 31 anos de idade. Uma década depois, ele quase foi expulso.

A derrocada começou em 1867, quando seu irmão Philip morreu no mar.[2] Apesar do tamanho da família, ou talvez justamente por isso, William e os outros Crookes quase enlouqueceram de pesar. Na época, o espiritualismo, um movimento importado dos Estados Unidos, tinha invadido casas tanto de aristocratas como de lojistas em toda a Inglaterra. Até mesmo alguém como sir Arthur Conan Doyle, criador do detetive hiper-racional Sherlock Holmes, conseguiu encontrar lugar em sua espaçosa cabeça para aceitar o espiritualismo como algo genuíno. Produto de sua época, o clã dos Crookes – quase todos comerciantes sem propensão ou formação científicas – começou a frequentar sessões para se consolar e para conversar com o pobre e falecido Philip.

Não está claro por que William se juntou a eles numa dessas noites. Talvez por solidariedade. Talvez pelo fato de outro irmão seu ser um dos assistentes de palco do médium. Talvez para convencer todos a não voltarem mais – em seu diário particular, ele descartou tal “contato” espiritual como campesino e fraudulento. Mas a visão do médium tocando acordeão sem usar as mãos e escrevendo “mensagens automáticas” numa prancheta para receber comunicação dos mortos impressionou seu espírito cético, apesar de si mesmo. Sua guarda baixou, e quando o médium começou a balbuciar mensagens de Philip vindas do além ele começou a gritar. William voltou para outras sessões, e até inventou um dispositivo científico para monitorar os sussurros dos espíritos errantes nas salas iluminadas pela luz de velas. Não está claro se seu novo radiômetro – um bulbo de vidro a vácuo com um cata-vento muito sensível – realmente chegou a detectar Philip. (Só podemos arriscar um palpite.) Mas William não conseguia deixar de acreditar no que sentia ao segurar as mãos dos membros da família durante aquelas sessões. Sua presença tornou-se regular.

Essas simpatias puseram Crookes em minoria entre os colegas racionalistas da Royal Society – provavelmente uma minoria de um. Ciente disso, Crookes disfarçou esse viés em 1870, quando anunciou estar trabalhando num estudo científico do espiritualismo. Seus companheiros da Royal Society ficaram entusiasmados, imaginando que ele demoliria toda aquela farsa em sua tosca publicação. Mas não foi bem assim. Depois de três anos entoando cantos e convocações, em 1874 Crookes publicou “Notes of an Enquiry into the Phenomena Called Spiritual” [Notas sobre uma investigação dos fenômenos chamados espirituais] num periódico de sua propriedade chamado Quarterly Journal of Science. Ele se comparou a um viajante em terras exóticas, um Marco Polo do paranormal. Mas em vez de atacar todos os logros espiritualistas – “levitação”, “fantasmas”, “sons percussivos”, “aparições luminosas” e “mesas e cadeiras que se erguiam do chão” – Crookes concluiu que nem o charlatanismo nem a hipnose de massa poderiam explicar (ou pelo menos explicar totalmente) tudo o que ele havia testemunhado. Não era uma validação sem críticas, mas Crookes afirmava ter encontrado “resíduos” de forças sobrenaturais legítimas.[3]

Vindo de Crookes, mesmo aquele tímido apoio chocou a todos na Inglaterra, inclusive os espiritualistas. Recuperando-se rapidamente, eles começaram a bradar louvores a Crookes do alto de montanhas. Até hoje, alguns caça-fantasmas brandem seu decrépito texto como “prova” de que pessoas inteligentes podem adotar o espiritualismo se abordarem o assunto com a mente aberta. Os colegas de Crookes na Royal Society ficaram igualmente surpresos, porém mais contrafeitos. Alegaram que Crookes havia sido enganado por truques de salão, envolvido por dinâmicas de multidão e encantado por gurus carismáticos. Também desgastaram o dúbio verniz científico apresentado em seu relatório. Por exemplo, Crookes tinha registrado “dados” irrelevantes sobre a temperatura e a pressão barométrica dentro da toca do médium, como se seres imateriais não pusessem a cabeça de fora no clima inclemente. Causando ainda mais desconforto, antigos amigos investiram contra o caráter de Crookes, chamando-o de rústico e simplório. Embora alguns espiritualistas continuem citando Crookes até hoje, os cientistas ainda não o perdoam por ter propiciado 135 anos de bobagens da New Age. Chegam até a mencionar seu trabalho com os elementos como prova de ele ter enlouquecido.

Quando jovem, Crookes foi um dos pioneiros no estudo do selênio. Embora seja um elemento nutriente vestigial em todos os animais (nos humanos, a falta de selênio na corrente sanguínea de pacientes com Aids é um presságio da morte), o selênio é tóxico em grandes doses. Os fazendeiros sabem bem disso. Se não for bem resguardado, o gado pode comer uma planta das pradarias de uma família de vagens conhecida como astrágalo, em que algumas variedades absorvem selênio do solo. O gado que mastigar essa planta começa a cambalear e a tombar com febre, feridas e anorexia – um conjunto de sintomas conhecido como selenose crônica ou doença alcalina do gado. Mas eles curtem um barato. Mesmo enlouquecendo com a ingestão de selênio e apesar dos horríveis efeitos colaterais, o gado fica viciado em astrágalo e passa a comer só essa planta e nada mais. É uma espécie de metanfetamina animal. Alguns historiadores imaginativos chegam a explicar a derrota do general Custer na Batalha de Little Big Horn por seus cavalos terem se drogado com astrágalo antes do confronto com os índios. Acima de tudo, é interessante que “selênio” seja derivado de selene, “lua” em grego, que tem relação – através de luna, “lua” em latim – com “lunático” ou “de lua”.

Dada sua toxicidade, faria sentido atribuir os delírios de Crookes ao seu trabalho com selênio. Mas alguns fatos inconvenientes minam esse diagnóstico. Em geral o selênio ataca em uma semana, e Crookes começou a pirar só no início da meia-idade, bem depois de ter deixado de trabalhar com selênio. Além do mais, depois de décadas de fazendeiros amaldiçoarem o elemento 34 sempre que o gado cambaleava, muitos bioquímicos acreditam agora que outras substâncias químicas no astrágalo contribuem também para a loucura e a intoxicação. Outra indicação definitiva é o fato de a barba de Crookes nunca ter caído, um sintoma clássico de selenose.

A barba cheia também é um argumento contra outras sugestões, como a de ter enlouquecido por causa de outro elemento da tabela periódica capaz de arrancar seus cabelos – o veneno dos venenos, o tálio. Crookes descobriu o tálio com 26 anos de idade (uma descoberta que quase garantiu sua admissão na Royal Society) e continuou a brincar com o elemento em seu laboratório por uma década. Mas parece que nunca inalou o suficiente nem para perder as costeletas. Ademais, será que alguém devastado pelo tálio (ou pelo selênio) conseguiria manter uma mente tão arguta durante a velhice? Na verdade, Crookes abandonou os círculos espiritualistas depois de 1874 e voltou a se dedicar à ciência, com muitas descobertas à sua frente. Foi o primeiro cientista a sugerir a existência de isótopos. Construiu importantes novos equipamentos e confirmou a presença de hélio em rochas, a primeira detecção do elemento na Terra. Em 1897, o recém-ordenado cavaleiro Sir William se envolveu com a radioatividade, chegando a descobrir (ainda que sem perceber) o elemento protactínio em 1900.

Não, a melhor explicação para o lapso de Crookes no espiritualismo é psicológica: tomado de dor pela perda do irmão, ele sucumbiu, ao pé da letra, à ciência patológica.

PARA EXPLICAR O QUE É A CIÊNCIA PATOLÓGICA, é melhor descartar qualquer má interpretação da palavra “patológica”, já por si carregada, e explicar primeiro o que a ciência patológica não é. Não é uma fraude, já que seus adeptos acreditam que estão certos – e que todos poderiam perceber isso. Não é uma pseudociência, como o freudismo e o marxismo, que se apoiam no imprimátur da ciência mas não seguem os rigores do método científico. Também não se trata de ciência politizada, como o lysenkoísmo de Stálin, em que as pessoas juram fidelidade a uma falsa ciência por conta de ameaças ou de uma ideologia distorcida. Finamente, também não se trata de uma loucura clínica genérica ou meramente uma crença delirante. É uma loucura específica, uma ilusão meticulosa e com base científica. Os cientistas patológicos escolhem um fenômeno marginal ou improvável que os seduz por alguma razão e reúnem todo o discernimento científico para provar sua existência. Mas o jogo tem cartas marcadas desde o começo: é uma ciência que serve apenas para aprofundar a necessidade emocional de acreditar em alguma coisa. O espiritualismo em si não é uma ciência patológica, mas ganhou essa característica nas mãos de Crookes por causa de seus minuciosos “experimentos” e dos contornos científicos que concedeu a esses experimentos.

Na verdade, a ciência patológica nem sempre nasce de campos marginais. Viceja também em campos legítimos porém especulativos, em que os dados e as evidências são escassos e de difícil interpretação. Por exemplo, o ramo da paleontologia especializado na reconstrução de dinossauros e de outras criaturas extintas fornece outro grande estudo de caso da ciência patológica.

Claro que até certo ponto não sabemos bulhufas sobre criaturas extintas: um esqueleto inteiro é um achado raro, e impressões de tecidos moles são ainda mais raras. Uma das piadas entre pessoas que reconstroem a fauna paleológica é que, se os elefantes tivessem sido extintos lá atrás, quem escavasse um esqueleto de mamute hoje iria conjurar um hamster gigante com presas, não um paquiderme peludo e com tromba. Também saberíamos pouco sobre as façanhas de outros animais – listras, modo de andar, lábios, panças, umbigos, focinhos, moelas, estômagos com quatro câmaras e corcovas, sem mencionar sobrancelhas, traseiros, unhas, bochechas, línguas e mamilos. No entanto, ao compararmos as ranhuras e depressões de ossos fossilizados com ossos de criaturas modernas, um olhar bem-treinado pode imaginar a musculatura, a inervação, o tamanho, o andar, a dentição e até os hábitos reprodutivos de espécies extintas. Os paleontólogos só precisam tomar cuidado para não extrapolar demais.

Uma ciência patológica se aproveita desse cuidado. Basicamente, seus adeptos usam a ambiguidade de uma evidência como se fosse uma evidência – alegando que os cientistas não sabem de tudo e portanto existe espaço para a minha teoriazinha também. Foi exatamente o que aconteceu com o manganês e com o megalodonte.[4]

Essa história começa em 1873, quando o navio de pesquisa HMS Challenger zarpou da Inglaterra para explorar o Oceano Pacífico. Num maravilhoso arranjo com pouca tecnologia, a tripulação jogou ao mar grandes baldes amarrados em cordas de 4,8 quilômetros de comprimento para dragar o leito oceânico. Além dos peixes e outras criaturas fantásticas, eles içaram dezenas e dezenas de pedras esféricas parecidas com batatas fossilizadas, além de cones de sorvete sólidos e mineralizados. Esses nacos, formados principalmente por manganês, apareceram por todo o leito marinho em todas as regiões do oceano, o que significava haver incontáveis bilhões iguais a eles espalhados pelo mundo.

Essa foi a primeira surpresa. A segunda aconteceu quando a tripulação abriu os cones: o manganês havia se formado ao redor de dentes de tubarões gigantescos. Os maiores e mais inacreditáveis dentes de tubarão hoje em dia têm cerca de seis centímetros no máximo. Aqueles dentes revestidos de manganês chegavam a doze centímetros ou mais – capazes de esmigalhar ossos como um machado. Empregando as mesmas técnicas usadas em fósseis de dinossauros, os paleontólogos determinaram (só a partir dos dentes!) que aqueles tubarões de Steven Spielberg elevados ao cubo, que foram chamados de megalodontes, chegavam a cerca de quinze metros, pesavam aproximadamente cinquenta toneladas e podiam nadar a mais ou menos 75 quilômetros por hora. Provavelmente fechariam suas mandíbulas de 250 dentes com uma força de algumas megatoneladas e se alimentariam exclusivamente de baleias primitivas em águas tropicais rasas. Talvez tivessem morrido quando sua presa migrou para águas mais frias e profundas e o ambiente não se adaptou mais ao seu alto metabolismo e apetite voraz.

Até aí, tudo ciência pura. A patologia começou com o manganês.[5] Existem dentes de tubarão espalhados por todo o oceano, porque são feitos com a substância biológica mais dura conhecida, a única parte da carcaça do tubarão que sobrevive à pressão esmagadora do oceano profundo (a maioria dos tubarões tem esqueletos cartilaginosos). Ainda não está claro por que o manganês, dentre todos os metais dissolvidos nos oceanos, galvaniza dentes de tubarão, mas os cientistas sabem mais ou menos a velocidade com que se acumulam: entre 0,5 e 1,5 milímetro por milênio. A partir desse cálculo, eles determinaram que a grande maioria dos dentes recolhidos data de pelo menos 1,5 milhão de anos atrás, o que significa que os megalodontes devem ter morrido por volta dessa época.

Porém – e aqui está a lacuna que algumas pessoas correram para preencher –, por algum mistério, alguns dentes de megalodontes tinham placas de manganês mais finas, de mais ou menos 11 mil anos. Em termos evolutivos, é um período de tempo muito curto. E, na verdade, quem poderia dizer que os cientistas logo não encontrariam um de 10 mil anos atrás? Ou de 8 mil anos atrás? Ou ainda mais recente?

Você já percebeu aonde leva esse raciocínio. Nos anos 1960, alguns entusiastas das fantasias do filme O Parque dos Dinossauros se convenceram de que os grandes megalodontes habitam os oceanos até hoje. “Os megalodontes estão vivos!”, bradavam. E, assim como os boatos sobre a Área 51 ou a respeito do assassinato de Kennedy, essa lenda nunca morreu. A história mais comum é de que os megalodontes evoluíram e se tornaram mergulhadores das profundezas e hoje passam os dias lutando contra monstros marinhos nas negras profundidades. Lembrando os fantasmas de Crookes, os megalodontes devem ser muito esquivos, o que dá às pessoas uma desculpa conveniente quando pressionadas quanto à razão por que os tubarões gigantes são tão raros hoje em dia.

Talvez não exista uma pessoa viva que, no fundo, não tenha esperança de que os megalodontes continuem vagando pelos mares. Infelizmente, essa noção se desfaz com uma análise mais minuciosa. Entre outras coisas, os dentes com as finas camadas de manganês por certo foram arrancados de velhos leitos de pedra abaixo do fundo do mar (onde o manganês não se acumula) e só recentemente expostos à água. Provavelmente têm muito mais de 11 mil anos. E embora tenha havido relatos de testemunhas oculares sobre essas feras, são todos de marinheiros, notórios contadores de histórias, e os megalodontes em suas histórias variam loucamente em forma e tamanho. Um tubarão Moby Dick todo branco chegou a ter noventa metros de comprimento! (Engraçado que ninguém tenha pensado em tirar uma foto.) Acima de tudo, essas histórias, assim como os testemunhos de Crookes sobre seres sobrenaturais, dependem de interpretações subjetivas, e sem provas objetivas não é plausível concluir que os megalodontes, mesmo que apenas alguns deles, tenham se esgueirado pelas malhas da evolução.

Mas o que realmente torna a caçada atual por megalodontes mais patológica é que as dúvidas do establishment só aprofundam a convicção das pessoas. Em vez de refutarem os achados do manganês, elas contra-atacam com histórias heroicas de rebeldes, pessoas desqualificadas que provaram de vez que os cientistas já se equivocaram no passado. Invariavelmente eles citam o celacanto, um primitivo peixe de águas profundas que se pensou estar extinto 80 milhões de anos atrás, até um deles aparecer num mercado de peixe na África do Sul, em 1938. Segundo essa lógica, como os cientistas se enganaram com o celacanto, podem também estar errados com o megalodonte. E esse “podem” é só do que os adoradores do megalodonte precisam. Pois suas teorias sobre a sobrevivência do animal não se baseiam na preponderância de provas, mas em uma ligação emocional: a esperança, a necessidade de alguma coisa fantástica ser verdadeira.

Talvez não haja melhor exemplo dessa sensação do que no seguinte estudo de caso – o maior caso de ciência patológica de todos os tempos, o Álamo dos mais crentes, a sedução dos futuristas, a hidra científica: a fusão a frio.

PONS E FLEISCHMANN. Fleischmann e Pons. Era para ser o maior evento científico desde Watson e Crick, talvez chegando até a Marie e Pierre Curie. Em vez disso, a fama se transformou em infâmia. Agora os nomes de B. Stanley Pons e Martin Fleischmann só evocam, talvez até injustamente, a imagem de impostores, vigaristas e enganadores.

O experimento que fez e desfez Pons e Fleischmann foi, por assim dizer, ilusoriamente simples. Em 1989, em seu quartel-general na Universidade de Utah, os dois químicos colocaram um eletrodo de paládio em uma câmara com água pesada e ligaram uma corrente. Uma corrente passando por água normal provoca um choque nos átomos de H_2O e produz os gases hidrogênio e oxigênio. Algo semelhante aconteceu na água pesada, só que o hidrogênio da água pesada tem um nêutron a mais. Então, em vez de obterem gás hidrogênio normal (H_2) com o total de dois prótons, Pons e Fleischmann criaram moléculas de gás hidrogênio com dois prótons e dois nêutrons.

O que tornou o experimento especial foi a combinação do hidrogênio pesado com o paládio, um metal esbranquiçado com uma propriedade espantosa: a de poder engolir novecentas vezes o seu volume em gás hidrogênio. Isso é mais ou menos o equivalente a um homem de 114 quilos engolir uma dúzia de elefantes africanos[6] sem ganhar um centímetro de cintura. E como o eletrodo de paládio na água pesada começou a acumular hidrogênio, os termômetros e os outros instrumentos de Pons e Fleischmann foram ao pico. A água ficou muito mais quente do que deveria, do que poderia, dada a baixa energia da corrente. Pons relatou que, durante um pico muito alto, sua H_2O superaquecida fez um furo numa proveta, no piso do laboratório e no chão de concreto mais abaixo.

Ou pelo menos eles obtinham esse pico algumas vezes. Acima de tudo, o experimento era errático, e a mesma montagem e as mesmas tentativas nem sempre produziam os mesmos resultados. Mas em lugar de se concentrarem no que estava acontecendo com o paládio, os dois deixaram-se convencer pelas próprias fantasias de que haviam descoberto a fusão a frio – uma fusão que não requer as incríveis temperaturas e pressões das estrelas e que acontecia em temperatura ambiente. Como o paládio conseguia armazenar tanto hidrogênio pesado, eles imaginaram que de alguma forma o elemento estava fundindo seus prótons e nêutrons em hélio, liberando perdigotos de energia no processo.

De forma muito imprudente, Pons e Fleischmann convocaram uma entrevista coletiva de imprensa para anunciar seus resultados, sugerindo que os problemas energéticos do mundo tinham terminado, de uma forma barata e sem poluição. E agindo mais ou menos como o paládio, a mídia engoliu aquela afirmação grandiosa. (Logo surgiu a notícia de que outro morador de Utah, o físico Steven Jones, havia realizado experimentos de fusão semelhantes. Mas Jones ficou em segundo plano, pois suas alegações eram mais modestas.) Pons e Fleischmann tornaram-se celebridades de uma hora para outra, e o embalo da opinião pública acabou envolvendo outros cientistas. Pouco depois do anúncio, a dupla recebeu uma ovação em pé num encontro da American Chemical Society.

Mas existe aqui um importante contexto. Ao aplaudirem Fleischmann e Pons, talvez muitos cientistas estivessem pensando em supercondutores. Até 1986, pensava-se que supercondutores eram totalmente impossíveis a mais de −240°C. De repente, dois pesquisadores alemães – que ganharam o Prêmio Nobel em tempo recorde, um ano depois – descobriam supercondutores que funcionavam acima dessa temperatura. Outras equipes se mobilizaram e em poucos meses descobriram supercondutores de ítrio de “alta temperatura” que funcionavam a −173°C. (O recorde atual é de −139°C.) A questão é que muitos cientistas que previram a impossibilidade de tais supercondutores ficaram com cara de trouxa. Foi o equivalente na física dos celacantos encontrados no mercado de peixe. E assim como os românticos do megalodonte, em 1989 os amantes da fusão a frio também podiam citar os supercondutores recentes e forçar cientistas normalmente cautelosos a suspender seus julgamentos. De fato, os fanáticos pela fusão a frio pareceram embevecidos com a oportunidade da invalidade de um antigo dogma, um típico delírio da ciência patológica.

Mesmo assim, alguns céticos, em especial na Cal Tech, ficaram furiosos. A fusão a frio incomodou a sensibilidade científica desses homens, e a arrogância de Pons e Fleischmann perturbou seus sentimentos de modéstia. Os dois haviam driblado o processo normal de revisão por pares ao anunciarem seus resultados, e alguns os consideravam charlatães tentando enriquecer, especialmente depois que pediram 25 milhões de dólares diretamente ao presidente George H.W. Bush para pesquisas imediatas. Pons e Fleischmann também não contribuíram muito quando se recusaram a responder – como se as inquirições fossem insultuosas – perguntas sobre o aparato de paládio e os protocolos experimentais. Alegaram que não queriam ter suas ideias roubadas, mas nitidamente os dois pareciam estar escondendo alguma coisa.

De qualquer forma, um número cada vez maior de desconfiados cientistas em todo o mundo (com exceção da Itália, onde surgiu outra alegação de fusão a frio) assimilou o suficiente sobre o que os dois homens disseram para repetir seus experimentos com o paládio e o hidrogênio pesado e começaram a bombardear os cientistas de Utah com seus resultados nulos. Algumas semanas depois do que pode ter sido o maior esforço em conjunto desde Galileu para desacreditar, ou até mesmo desgraçar, um cientista, centenas de químicos e físicos organizaram o que resultou numa manifestação contra Pons e Fleischmann em Baltimore. Eles demonstraram, de forma constrangedora, que a dupla havia cometido erros experimentais e usado técnicas de medições falhas. Um dos cientistas sugeriu que os dois tinham deixado o gás hidrogênio se acumular e que seus grandes picos de “fusão” eram explosões químicas semelhantes à do dirigível Hindenburg. (Os supostos “espetos de fusão” que fizeram furos na mesa e na bancada do laboratório aconteceram de um dia para o outro, quando não havia ninguém por perto.) Em geral são precisos anos para localizar um erro científico, ou ao menos para resolver uma questão controversa, mas a fusão a frio estava morta e fria quarenta dias depois de seu anúncio inicial. Um gaiato presente à conferência resumiu todo aquele fiasco com um verso mordaz, ainda que não muito rítmico:

Tens of millions of dollars at stake, Dear Brother

Because some scientists put a thermometer

At one place and not another.[a]

Apesar dos argumentos destruidores de quase todos os cientistas do planeta, Stanley Pons e Martin Fleischmann alegaram ter produzido fusão a frio em temperatura ambiente. O aparato que usaram consistia em um tanque com água pesada com eletrodos feitos com o elemento paládio, superabsorvente. (Special Collections Department, Biblioteca J. Willard Marriott, Universidade de Utah)

Mas os aspectos psicológicos mais interessantes do caso ainda estavam por vir. A necessidade de acreditar numa energia limpa e barata para o mundo inteiro se provou persistente, e as pessoas não conseguiram perder a empolgação de repente. Àquela altura, a ciência tinha se transmutado em algo patológico. Assim como ocorria com as investigações do paranormal, só um guru (um médium, ou Fleischmann e Pons) tinha o poder de produzir os resultados-chave, e apenas sob circunstâncias elaboradas, nunca em aberto. Isso não desanimou os entusiastas da fusão a frio, na verdade os estimulou. De sua parte, Pons e Fleischmann nunca recuaram, e seus seguidores continuaram defendendo os dois (sem falar deles próprios) como rebeldes importantes, como as únicas pessoas que haviam conseguido. Durante certo tempo, alguns críticos contra-atacaram com seus próprios experimentos, mas os adeptos da fusão a frio sempre refutavam quaisquer resultados negativos, às vezes com mais engenhosidade do que a mostrada no trabalho científico original. Isso fez com que os críticos acabassem desistindo. David Goodstein, físico da Cal Tech, resumiu tudo em um excelente ensaio sobre a fusão a frio: “Como os adeptos da fusão a frio se veem como uma comunidade sitiada, existem poucas críticas internas. Os experimentos e as teorias tendem a ser aceitos sem questionamentos, por temor de que possam fornecer ainda mais combustível para os críticos externos, no caso de alguém de fora do grupo se dar ao trabalho de ouvir. Nessas circunstâncias, os malucos florescem, piorando as coisas para os que acreditam que existe uma ciência séria acontecendo por lá.” É difícil imaginar uma descrição melhor e mais concisa do que é a ciência patológica.[7]

A explicação mais caridosa do que aconteceu com Pons e Fleischmann é a seguinte. Parece improvável que os dois fossem charlatães que já sabiam que a fusão a frio era um engodo mas queriam faturar algum dinheiro rapidamente. Não estávamos mais em 1789, quando eles poderiam simplesmente dar no pé e montar aquela encenação em outra cidade. Eles iriam ser pegos. Talvez tivessem suas dúvidas, mas estavam cegos pela ambição e queriam ver como era se sentir como gênios aos olhos do mundo, ainda que só por um momento. Também é provável que os dois tenham sido iludidos por uma estranha propriedade do paládio. Até hoje, ninguém sabe como o paládio consegue engolir tanto hidrogênio. Em uma ligeira reabilitação do trabalho de Pons e Fleischmann (mas não da interpretação do trabalho), alguns cientistas consideram que alguma coisa engraçada acontece com experimentos de paládio com água pesada. Surgem estranhas bolhas no metal, e seus átomos se reorganizam em novas formas. Talvez até algumas forças fracas nucleares estejam envolvidas. Reconhecendo os devidos créditos, Pons e Fleischmann foram pioneiros nesse trabalho. Só não era dessa forma que eles queriam, ou querem, entrar para a história da ciência.

NEM TODOS OS CIENTISTAS com laivos de loucura sucumbem à ciência patológica. Alguns, como Crookes, escapam e partem para fazer grandes trabalhos. E existem ainda os raros casos nos quais o que parece ser ciência patológica no nascedouro acaba se legitimando. Wilhelm Röntgen fez o máximo para provar que estava enganado quando trabalhava em sua radical descoberta de raios invisíveis, mas não conseguiu. E por causa de sua persistência e sua insistência no método científico, Röntgen reescreveu a história, apesar de sua mente fragilizada.

Em novembro de 1895, Röntgen estava em seu laboratório na Alemanha central burilando um tubo de Crookes, uma nova e importante ferramenta para estudar os fenômenos subatômicos. Levando o nome de seu inventor, o tubo de Crookes consistia em um tubo de vidro a vácuo com duas placas de metal, uma em cada ponta. A passagem de uma corrente pelas placas fazia com que um raio saltasse através do vácuo com um lampejo parecido com algo forjado em um laboratório de efeitos especiais. Agora os cientistas sabem que se trata de um feixe de elétrons, mas em 1895 Röntgen e outros estavam tentando descobrir o que era.

Um colega de Röntgen tinha descoberto que, se o tubo de Crookes tivesse uma pequena janela de papel-alumínio (remanescente da janela de titânio com que Per-Ingvar Brånemark depois soldou os ossos do coelho), o feixe atravessaria o alumínio e sairia para o ar. O lampejo desintegrava rapidamente – o ar era um veneno para o feixe –, mas podia iluminar uma tela fosforescente a alguns centímetros de distância. De forma um tanto neurótica, Röntgen insistia em repetir todos os experimentos dos colegas, não importava o quanto fossem insignificantes. Por essa razão, ele construiu essa montagem pessoalmente em 1895, mas com algumas alterações. Em vez de deixar seu tubo de Crookes descoberto, ele o revestiu com papel preto, de forma que o feixe só pudesse sair pelo papel-alumínio. E em vez de empregar as substâncias fosforescentes usadas pelo colega, ele pintou suas placas com um composto de bário luminescente.

Os relatos sobre o que aconteceu a seguir variam. Enquanto Röntgen fazia alguns testes, certificando-se de que seu feixe saltava de forma adequada entre as placas, algo chamou sua atenção. A maioria dos relatos diz que foi um pedaço de cartolina revestido com bário que ele tinha deixado numa mesa ao lado. Outros relatos contemporâneos dizem que foi um pedaço de papel em que um aluno tinha usado os dedos para desenhar com bário as letras A ou S. De todo modo, Röntgen era daltônico, e de início teria visto apenas um lampejo branco na periferia de sua visão. Mas todas as vezes em que ele ligava a corrente, a placa de bário (ou a letra) brilhava.

Röntgen confirmou que nenhuma luz estava escapando do tubo de Crookes enegrecido. O laboratório estava escuro, portanto a luz do sol não poderia tampouco ter causado a faísca. Mas ele também sabia que os raios de Crookes não podiam sobreviver o suficiente no ar para saltar até a placa ou a letra. Mais tarde ele admitiu que chegou a imaginar que estava alucinando – o tubo sem dúvida era a causa, mas ele não sabia de nada que pudesse atravessar o papel negro opaco.

Röntgen armou uma tela revestida de bário e colocou alguns objetos que tinha à mão, como um livro, perto do tubo para bloquear o feixe. Para sua terrível surpresa, a silhueta de uma chave que usara para marcar a página do livro apareceu na tela. De alguma forma ele estava conseguindo enxergar através de um sólido. Tentou objetos em caixas de madeira fechadas e também conseguiu ver através delas. Mas o verdadeiro e assustador momento de magia negra aconteceu quando ele segurou um pedaço de metal – e viu os ossos da própria mão. A essa altura, Röntgen descartou a possibilidade de alucinação. E começou a pensar que estava completamente louco.

Hoje em dia podemos achar graça na preocupação de Röntgen com a descoberta dos raios X, mas precisamos entender sua notável atitude naquele momento. Em vez de saltar para a conveniente conclusão de que havia descoberto algo radicalmente novo, Röntgen achou que tinha cometido um engano em algum momento. Constrangido, e determinado a provar que estava enganado, trancou-se no laboratório e lá permaneceu isolado durante sete incansáveis semanas. Dispensou seus assistentes e passou a fazer suas refeições de má vontade, engolindo a comida e mais resmungando do que conversando com a família. Ao contrário de Crookes, ou dos caçadores de megalodontes ou Pons e Fleischmann, Röntgen trabalhou heroicamente para alinhar suas descobertas com a física conhecida. Ele não queria ser um revolucionário.

Ironicamente, apesar de ter feito tudo para eliminar a ciência patológica, as anotações de Röntgen mostram que ele não conseguia deixar de pensar que tinha enlouquecido. Além disso, os resmungos e seu estado de espírito anormal fizeram com que outras pessoas questionassem sua sanidade. Brincando, ele disse para a esposa, Bertha: “Estou fazendo um trabalho que vai fazer as pessoas dizerem que o velho Röntgen ficou louco!” Na época, ele estava com cinquenta anos, e sua mulher deve ter ficado em dúvida.

De qualquer forma, o tubo de Crookes continuava acendendo as placas de bário em todas as vezes, apesar de sua descrença, e Röntgen começou a documentar o fenômeno. Mais uma vez, ao contrário dos três casos patológicos mencionados anteriormente, ele eliminou todos os possíveis efeitos erráticos, qualquer coisa que pudesse ser considerada subjetiva. Concentrou-se nos resultados objetivos, como as chapas fotográficas reveladas. Afinal, um pouco mais confiante, certa tarde levou Bertha até o laboratório e expôs a mão dela aos raios X. Bertha pirou ao enxergar os próprios ossos, imaginando uma premonição da própria morte. Depois recusou-se a voltar àquele laboratório assombrado, mas sua reação provocou um alívio imediato em Röntgen. Talvez tenha sido o maior gesto de amor que Bertha fez por Röntgen, pois provou que ele não estava imaginando coisas.

A essa altura Röntgen saiu de seu laboratório, exausto, para comunicar aos seus colegas de toda a Europa a existência dos “raios Röntgen”. Claro que todos ficaram em dúvida, como tinham duvidado de Crookes, e como cientistas posteriores duvidaram do megalodonte e da fusão a frio. Mas Röntgen tinha sido paciente e modesto, e sempre que alguém o contestava ele rebatia dizendo que já havia estudado aquela possibilidade, até seus colegas não terem mais objeções. E esse então é um exemplo positivo entre as histórias envolvendo ciência patológica.

Uma das primeiras chapas de raios X revelava os ossos e o impressionante anel de Bertha Röntgen, esposa de Wilhelm Röntgen. Temendo estar ficando louco, Röntgen sentiu-se aliviado quando a esposa também viu os ossos da própria mão na placa revestida de bário. Pouco otimista, ela achou que era um prenúncio de sua morte.

Os cientistas podem ser cruéis com novas ideias. Podemos imaginá-los perguntando: “Wilhelm, que espécie de ‘raios misteriosos’ pode voar invisível através de um papel preto e iluminar os ossos do nosso corpo? Bah!” Mas quando ele apresentou provas concretas, com experimentos repetidos, quase todos abandonaram suas próprias ideias para adotar as dele. Embora tenha sido um professor mediano durante toda a vida, Röntgen se transformou no herói de todos os cientistas e, em 1901, recebeu o primeiro Prêmio Nobel de física da Academia de Ciências da Suécia. Duas décadas depois, um físico chamado Henry Moseley usou a mesma estrutura de raios X para revolucionar o estudo da tabela periódica. E as pessoas continuaram tão impressionadas que um século depois, em 2004, o mais pesado elemento oficial da tabela periódica na época, o número 111, antes denominado unununium, passou a ser chamado de roentgênio.

[a] Dezenas de milhões de dólares em jogo, Caro Irmão / Porque alguns cientistas puseram um termômetro / Em um lugar em vez de em outro. (N.T.)

PARTE V

A ciência dos elementos, hoje e amanhã

16. O caminho da química, bem abaixo de zero

RÖNTGEN NÃO SÓ FORNECEU um exemplo brilhante de ciência meticulosa como também lembrou aos cientistas que a tabela periódica nunca esgotava suas surpresas. Existe sempre algo novo para descobrir sobre os elementos, até hoje. Porém, com a maioria das escolhas fáceis já colhidas na época de Röntgen, as novas descobertas exigiam medidas drásticas. Os cientistas precisavam interrogar os elementos sob condições cada vez mais radicais – principalmente no frio extremo, que os hipnotiza e provoca estranhos comportamentos. Nem sempre o frio extremo se mostra um bom presságio nas descobertas de seres humanos. Os herdeiros de Lewis e Clark já tinham explorado boa parte da Antártida em 1911, mas nenhum ser humano jamais havia chegado ao Polo Sul. Era inevitável que isso levasse a uma corrida épica entre exploradores para chegar lá primeiro – o que levou também a um sombrio alerta sobre o que pode dar errado com a química em temperaturas extremas.

O ano de 1911 foi frio mesmo para os padrões antárticos, mas assim mesmo um grupo de ingleses branquelos liderado por Robert Falcon Scott estava decidido a ser o primeiro a chegar aos 90 graus de latitude sul. Eles organizaram seus cães e suprimentos, e uma caravana partiu em novembro. Boa parte formava a equipe de apoio, que teve a inteligência de esconder alimentos e combustível pelo caminho para que o pequeno grupo final que chegaria ao polo pudesse encontrá-los na volta.

Pouco a pouco, a caravana foi diminuindo. Finalmente, depois de se arrastarem durante meses a pé, cinco homens chegaram ao Polo Sul, em janeiro de 1912, liderados por Scott – só para encontrarem uma tenda marrom armada, uma bandeira norueguesa e uma carta ao mesmo tempo amistosa e inquietante. Scott havia perdido a corrida para Roald Amundsen, cuja equipe tinha chegado um mês antes. Scott registrou o momento em seu diário com poucas palavras: “O pior aconteceu. Todos os sonhos devem ser abandonados.” E, pouco adiante: “Meu Deus! Este lugar é horrível. Agora só nos resta uma luta desesperada para voltar para casa. Fico pensando se vamos conseguir.”

Abatidos como estavam os homens de Scott, a viagem de volta teria sido difícil de qualquer forma, mas a Antártida fez tudo o que podia para piorar ainda mais a situação. O grupo ficou semanas isolado em uma monção de rajadas de neve, e seus diários (encontrados depois) revelaram que os homens tiveram de enfrentar inanição, escorbuto, desidratação, hipotermia e gangrena. O mais devastador foi a falta de combustível para aquecimento. Scott havia excursionado pelo Ártico no ano anterior e descoberto que as vedações de couro de seus recipientes de querosene vazavam muito. Era normal que perdessem metade do combustível. Para a exploração do Polo Sul, sua equipe experimentou vedações de estanho puro e de estanho enriquecido. Mas quando seus homens exaustos chegaram aos recipientes que os esperavam para a viagem de volta, muitos estavam vazios. Em um golpe duplo, pois em muitos casos o combustível tinha vazado nos mantimentos.

Sem querosene, eles não podiam cozinhar nem derreter neve para beber. Um deles caiu doente e morreu; outro enlouqueceu com o frio e saiu andando e não voltou. Os últimos três, inclusive Scott, continuaram em frente. Oficialmente, morreram de exposição no final de março de 1912, a 18 quilômetros da base britânica, incapazes de sobreviver às últimas noites.

Naquela época Scott era tão popular quanto Neil Armstrong, por isso os britânicos receberam a notícia de sua situação rangendo os dentes. (Em 1915, uma igreja chegou a instalar vitrais em sua homenagem.) Como resultado, as pessoas sempre procuraram uma desculpa para absolvê-lo de culpa, e a tabela periódica forneceu um vilão conveniente. O estanho, que Scott usou como vedação, é um metal valioso desde os tempos bíblicos, por ser muito fácil de moldar. Ironicamente, quanto mais os metalurgistas conseguiam refinar e purificar o estanho, mais ficava difícil o seu uso no dia a dia. Sempre que instrumentos ou moedas de estanho puro esfriavam, sua superfície apresentava uma ferrugem esbranquiçada, como geada numa vidraça no inverno. A ferrugem branca se fragmentava em pústulas, que depois corroíam e enfraqueciam o estanho até erodi-lo completamente.

Diferentemente da ferrugem causada pelo ferro, não se tratava de uma reação química. Como os cientistas sabem agora, isso acontece porque os átomos de estanho podem se organizar de diferentes formas dentro de um sólido e, ao esfriarem, mudam de sua forma “beta” forte para a quebradiça forma “alfa”. Para visualizar essa diferença, imagine que fosse possível empilhar átomos num grande caixote, como laranjas. O fundo do caixote está forrado por uma só camada de esferas se tocando apenas tangencialmente. Para preencher a segunda, a terceira e a quarta camadas, você teria de equilibrar cada átomo em cima dos outros da primeira camada. Essa é uma forma, ou uma estrutura cristalina. Ou você poderia dispor a segunda camada de átomos preenchendo os espaços entre os átomos da primeira camada, depois a terceira camada nos espaços dos átomos da segunda camada e assim por diante. Isso forma uma segunda estrutura cristalina, com uma densidade e propriedades diferentes. Essas são apenas duas das muitas formas de se empacotar átomos.

O que os homens de Scott descobriram (talvez) em sua difícil jornada é que os átomos de um elemento podem mudar de forma espontaneamente, mudando de um cristal fraco para um cristal forte, ou vice-versa. Em geral são necessárias condições extremas para promover essa reorganização, como o calor e a pressão subterrâneos que transformam o carbono em grafite e em diamante. O estanho se torna mutável a 13°C. Mesmo a temperatura de uma moderada manhã de outono pode fazer surgir as pústulas e alastrar a geada, e temperaturas mais baixas aceleram ainda mais o processo. Qualquer tratamento invasivo ou deformação (como pequenos amassados nos recipientes, causados pelo impacto com o gelo sólido) também podem catalisar a reação, mesmo no estanho até então intacto. Nem se trata de um mero defeito tópico, uma cicatriz superficial. Essa condição às vezes é chamada de lepra do estanho, pois tende a se alastrar como uma doença. A mudança de alfa para beta pode até liberar energia suficiente para gerar um grunhido audível – chamado de grito do estanho, embora soe mais como uma estática estereofônica.

A mudança do estanho de alfa para o estado beta tem sido um bode expiatório conveniente ao longo da história. Diversas cidades europeias com invernos rigorosos (como São Petersburgo) têm suas lendas sobre dispendiosos tubos de estanho em órgãos de igreja explodindo e virando cinza no instante em que o organista toca seu primeiro acorde. (Alguns cidadãos devotos preferiam culpar o Diabo.) Mais importante para a história do mundo, quando Napoleão cometeu a tolice de invadir a Rússia no inverno de 1812, as presilhas de estanho do uniforme de seus soldados se rompiam (muitos historiadores questionam esse fato), deixando os franceses em roupas de baixo sempre que o vento soprava. Assim como o pequeno grupo de Scott ante as terríveis circunstâncias na Antártida, o Exército francês também arriscou muito na Rússia. Mas o comportamento inconstante do elemento 50 talvez tenha tornado as coisas piores, e a química com sua imparcialidade provou que era mais fácil culpar o estanho do que o mau julgamento de um herói.[1]

Não restam dúvidas de que os homens de Scott encontraram recipientes vazios – está em seus diários –, mas é discutível se foi mesmo a desintegração das vedações de estanho que provocou o vazamento. A lepra do estanho é uma explicação, mas outros recipientes de outras expedições foram encontrados décadas depois com as vedações intactas. Scott usou o estanho mais puro – mas precisaria ser extremamente puro para que a lepra tomasse conta. No entanto, não existe nenhuma outra explicação tão boa quanto sabotagem, e não existem evidências de jogo sujo. De qualquer forma, o pequeno grupo de Scott sucumbiu no gelo, vítima, ao menos em parte, da tabela periódica.

COISAS MUITO ESTRANHAS ACONTECEM quando a matéria fica muito fria ou muda de um estado para outro. No colégio nós só aprendemos os três estados intercambiáveis da matéria – sólido, líquido e gasoso. Os professores às vezes enunciam um quarto estado, o plasma, uma condição de superaquecimento nas estrelas no qual os elétrons se desligam de seus ancoradouros nucleicos e saem vagando.[2] Na faculdade, os alunos são expostos aos supercondutores e ao hélio superfluido. Nos cursos de pós-graduação, às vezes, os professores surpreendem os alunos falando de estados como plasma de quark-glúon ou matéria degenerada. E sempre tem um engraçadinho que pergunta por que a gelatina não conta como um estado especial. (A resposta? Coloides como a gelatina são uma mistura de dois estados.[3] A mistura de água com gelatina pode ser pensada tanto como um sólido muito flexível ou como um líquido muito viscoso.)

A questão é que o universo consegue acomodar muito mais estados da matéria – diferentes micro-organizações das partículas – do que sonham as nossas categorias de sólido, líquido e gasoso. E esses outros estados não são híbridos como a gelatina. Em alguns casos, a própria diferenciação entre massa e energia se desfaz. Albert Einstein descobriu um desses estados em 1924, quando burilava algumas equações de mecânica quântica – depois descartou seus cálculos e desabonou sua descoberta teórica como bizarra demais para existir. Na verdade essa impossibilidade perdurou até 1995, quando alguém conseguiu resolver o problema.

De alguma forma, os sólidos são a estrutura mais básica da matéria. (Se quisermos ser escrupulosos, a maior parte de um átomo é formada por espaço vazio, mas a agitação ultrarrápida dos elétrons engana os nossos embotados sentidos com a ilusão de solidez dos átomos.) Nos sólidos, os átomos se alinham em conjuntos tridimensionais repetitivos, mas em geral até mesmo o mais indiferente dos sólidos pode formar mais de um tipo de cristal. Hoje em dia os cientistas podem fazer com que o gelo produza quinze cristais de formas distintas usando câmeras de alta pressão. Alguns tipos de gelo afundam na água em vez de flutuar, outros não formam cristais de neve de seis lados, mas sim figuras como folhas de palmeira ou cabeças de couve-flor. Um gelo muito estranho, o Ice X, só derrete a uma temperatura de 2.038°C. Mesmo substâncias químicas impuras e complexas como o chocolate formam quase-cristais que podem mudar de forma. Alguma vez você já abriu uma barra de chocolate e encontrou manchas que quase tiraram a sua vontade de comer? Podemos chamar isso de lepra do chocolate, que é causada pelas mesmas mudanças alfa-beta que selaram o destino de Scott na Antártida.

Os sólidos cristalinos se formam prontamente em baixas temperaturas e, dependendo do quanto a temperatura cair, elementos que conhecemos podem se tornar quase irreconhecíveis. Mesmo os impassíveis gases nobres, quando forçados a assumir uma forma sólida, de repente acham que não é uma má ideia se misturar com outros elementos. Violando décadas de dogmas, o químico baseado no Canadá Neil Bartlett criou, em 1962, o primeiro gás nobre composto a partir do xenônio, um cristal sólido alaranjado.[4] É verdade que isso aconteceu a temperatura ambiente, mas só com o hexafluoreto de platina, uma substância química cáustica como um superácido. Ademais, o xenônio, o mais pesado gás inerte estável, reage com muito mais facilidade que os outros porque seus elétrons têm ligações mais fracas com o núcleo. Para fazer com que gases nobres mais leves e com ligações mais fortes reajam, os químicos tiveram de baixar a temperatura drasticamente, como que para anestesiá-los. O criptônio luta bem até −151°C, mas a partir desse ponto o super-reativo flúor consegue se prender a ele.

Mas obrigar o criptônio a reagir foi como misturar bicarbonato de sódio com vinagre se comparado à luta para enxertar alguma coisa no argônio. Depois do xenônio sólido de Bartlett, em 1962, e do primeiro criptônio sólido, em 1963, passaram-se 35 anos de frustrações até que cientistas finlandeses afinal chegassem ao procedimento correto para o argônio, em 2000. Foi um experimento tão delicado quanto um cristal Fabergé, que exigiu argônio sólido, gás hidrogênio, gás flúor, um composto inicial altamente reativo e iodeto de sódio para dar início à reação, além de rajadas bem cronometradas de luz ultravioleta, tudo isso em frígidos −265°C. Quando as coisas esquentavam um pouco, o composto de argônio desandava.

Porém, abaixo dessa temperatura o hidrofluoreto de argônio mostrou-se um cristal durável. Os cientistas finlandeses anunciaram a proeza em um artigo com um título refrescante e acessível para um trabalho científico: “A Stable Argon Compound” [Um composto estável de argônio]. O simples anúncio do que haviam feito já era suficientemente bombástico. Os cientistas estão convencidos de que, mesmo nas mais geladas regiões do espaço, os levíssimos gases hélio e neônio nunca se misturaram com outros elementos. Por isso, até agora, o argônio ostenta o título de elemento mais difícil que os humanos conseguiram transformar num composto.

EM VISTA DA RELUTÂNCIA do argônio em mudar seus hábitos, a formação de um composto de argônio foi uma grande façanha. Ainda assim, os cientistas não consideram compostos de gases nobres, ou nem mesmo as mudanças alfa-beta do estanho, estados realmente diferenciados da matéria. Diferentes estados exigem energias bem diferentes, nas quais os átomos interagem de maneiras bem distintas. É por isso que os sólidos, onde os átomos (a maior parte deles) estão em lugares fixos; os líquidos, em que as partículas podem fluir ao redor de si mesmas; e os gases, onde as partículas têm liberdade para se chocar por aí, são estados diferentes da matéria.

Ainda assim, sólidos, líquidos e gases têm muito em comum. Por exemplo, suas partículas são distintas e bem definidas. Mas essa soberania dá lugar à anarquia quando aquecemos coisas até o estado de plasma e os átomos começam a desintegrar, ou quando esfriamos as coisas até o ponto em que surgem os estados coletivistas da matéria, em que as partículas começam a se sobrepor e a se combinar de maneiras fascinantes.

Considere os supercondutores. A eletricidade consiste em um fluxo tranquilo de elétrons em um circuito. Em um fio de cobre os elétrons fluem ao redor e entre átomos de cobre, e o fio perde energia na forma de calor quando os elétrons se chocam com os átomos. Nitidamente, alguma coisa suprime esse processo nos supercondutores, pois os elétrons que fluem por eles nunca se abalam. De fato, a corrente pode fluir para sempre enquanto o supercondutor continuar resfriado, uma propriedade detectada pela primeira vez em 1911 no mercúrio a −268°C. Durante décadas, a maioria dos cientistas pressupôs que os elétrons dos supercondutores simplesmente tinham muito menos energia para vibrar de um lado para outro, abrindo assim mais espaço para os elétrons passarem e evitando colisões. Essa explicação se mantém até certo ponto. Na verdade, como três cientistas entenderam em 1957, em baixas temperaturas, são os próprios elétrons que se metamorfoseiam.

Ao enxamearem pelos átomos de um supercondutor, os elétrons atraem os núcleos dos átomos. Os núcleos positivos se aproximam um pouco dos elétrons, deixando uma esteira de cargas positivas de densidade mais alta. As cargas de densidade mais alta atraem outros elétrons, que em certo sentido se pareiam com os primeiros. Não chega a ser uma ligação forte entre elétrons, está mais para a ligação fraca entre o argônio e o flúor: é por isso que esses pareamentos só acontecem em baixas temperaturas, quando os átomos não estão vibrando muito e espalhando elétrons. Nessas baixas temperaturas, não se pode pensar em elétrons isolados: eles estão juntos e trabalham em equipes. E durante suas trajetórias, se um elétron se liga ou se choca com um átomo, seus parceiros o arrancam antes que sua velocidade diminua. É como aquela antiga formação de futebol americano ilegal em que jogadores sem capacete se davam os braços e saíam correndo pelo campo – uma onda de elétrons voadores. Esse estado microscópico se transforma em supercondutividade quando bilhões de bilhões de pares se comportam da mesma maneira.

Aliás, essa explicação é conhecida como teoria BCS da supercondutividade, em referência aos sobrenomes dos homens que a desenvolveram: John Bardeen, Leon Cooper (os elétrons parceiros são chamados de pares de Cooper) e Robert Schrieffer.[5] Trata-se do mesmo John Bardeen que figura como um dos inventores do transistor de germânio, ganhador de um Prêmio Nobel por isso e que derrubou seus ovos mexidos no chão quando ouviu a notícia. Bardeen passou a se dedicar à supercondutividade quando saiu dos Laboratórios Bell e foi para Illinois, em 1951, e o trio BCS concluiu a teoria seis anos depois. A teoria provou-se tão boa, tão precisa, que os três dividiram o Prêmio Nobel de física de 1972 por esse trabalho. Dessa vez, Bardeen comemorou a ocasião deixando de comparecer a uma entrevista coletiva de imprensa em sua universidade porque não conseguiu abrir o novo portão de sua garagem (que funcionava com transistores). Mas quando visitou Estocolmo pela segunda vez, apresentou seus dois filhos já adultos ao rei da Suécia, como havia prometido nos anos 1950.

SE OS ELEMENTOS FOREM ESFRIADOS abaixo das temperaturas supercondutoras, os átomos ficam tão emaranhados que se sobrepõem e engolem uns aos outros num estado chamado de coerência. Coerência é algo crucial para entender o impossível estado einsteiniano da matéria mencionado no início deste capítulo. Para entender a coerência, é preciso fazer um pequeno desvio pela natureza da luz, além de mais uma inovação que se julgava impossível, o laser.

Poucas coisas deleitam tanto o tradicional senso estético de um físico como a ambiguidade, a natureza “dois em um” da luz. Normalmente pensamos na luz como ondas. Na verdade, Einstein formulou sua teoria da relatividade especial em parte pensando em como o universo se mostraria para ele – como seria o espaço, como o tempo passaria (ou não passaria) – se estivesse cavalgando em uma dessas ondas. (Não me pergunte como ele imaginou isso.) Ao mesmo tempo, Einstein provou (ele é onipresente nessa arena) que a luz às vezes se comporta como partículas chamadas de fótons. Combinando as visões de onda e partícula (a chamada dualidade onda-partícula), ele deduziu corretamente que a luz não só é a coisa mais veloz do universo, mas também a coisa mais veloz possível, percorrendo 299.792 quilômetros por segundo, no vácuo. A detecção da luz como onda ou como fótons depende da observação, uma vez que a luz não é só uma coisa ou outra.

Apesar de sua austera beleza no vácuo, a luz se corrompe quando interage com alguns elementos. O sódio pode reduzir a velocidade da luz a 60 quilômetros por segundo, vinte vezes menor que a do som. O praseodímio pode até capturar a luz, retê-la por alguns segundos, como uma bola de beisebol, e lançá-la numa direção diferente.

Os lasers manipulam a luz de uma forma mais sutil. Lembre-se de que os elétrons são como elevadores: nunca sobem do nível 1 ao 3,5 ou descem do nível 5 ao nível 1,8. Os elétrons só saltam entre níveis de números inteiros. Quando elétrons excitados voltam ao nível anterior, eles expelem o excedente de energia na forma de luz, e como o movimento dos elétrons é assim tão restrito, o mesmo acontece com a cor da luz produzida. É uma luz monocromática – ao menos em teoria. Na prática, os elétrons de diferentes átomos estão caindo do nível 3 para o 1, ou do 4 para o 2 ao mesmo tempo – e cada queda produz uma cor diferente. Ademais, diferentes átomos emitem luz em tempos diferentes. Para os nossos olhos, essa luz parece uniforme, mas ao nível dos fótons essa luz é confusa e descoordenada.

Os lasers evitam esse problema de tempo limitando os andares em que o elevador para (assim como seus primos, os masers, que funcionam da mesma maneira, mas produzem luz não visível). Os lasers mais impressionantes e poderosos de hoje – capazes de produzir feixes que, por uma fração de segundo, emitem mais energia que os Estados Unidos inteiros – usam cristais de ítrio reforçados com neodímio. Dentro do laser, uma luz estroboscópica se enrola no cristal de neodímio-ítrio e pulsa numa velocidade absurda com intensidades incrivelmente altas. Essa infusão de luz excita os elétrons do neodímio e faz com que saltem a alturas muito maiores do que o normal. Para manter a nossa comparação com o elevador, eles podem disparar para o décimo andar. Mas, como sofrem de vertigem, eles descem logo para uma altura mais segura, para o segundo andar, por exemplo. Como as quedas não são normais, os elétrons ficam tão perturbados com esse choque que não liberam o excedente de energia como luz, mas sim como calor. Além disso, ao se sentirem aliviados por estar em segurança no segundo andar, eles saem do elevador, ociosos, e não se dão ao trabalho de voltar correndo para o andar térreo.

Na verdade, antes que eles possam descer, a luz estroboscópica pisca outra vez. Isso manda mais elétrons de neodímio voando para o décimo andar e de volta para baixo. Quando isso acontece repetidas vezes, o segundo andar fica lotado, e quando há mais elétrons no segundo andar que no primeiro, o laser atingiu a “inversão populacional”. A essa altura, se alguns elétrons ociosos saltarem para o andar térreo, eles perturbam a vizinhança já nervosa e congestionada e os joga pela sacada, derrubando outros no processo. Atenção para a beleza simples de tudo isso: quando os elétrons de neodímio caem dessa vez, estão todos caindo do segundo para o primeiro ao mesmo tempo, por isso todos produzem luz da mesma cor. Essa coerência é crucial para um laser. O restante do aparato de laser limpa raios de luz e afia os feixes rebatendo-os de um lado para outro entre dois espelhos. Mas a essa altura os cristais de neodímio-ítrio já fizeram seu trabalho de produzir uma luz coerente e concentrada, feixes tão poderosos que podem induzir uma fusão termonuclear, e tão concentrados que conseguem esculpir uma córnea sem queimar o resto do olho.

Por conta dessa descrição tecnológica, os lasers poderiam estar mais para um desafio de engenharia do que para maravilhas científicas, mas os lasers – e os masers, que historicamente chegaram primeiro – encontraram muito preconceito entre os cientistas quando foram desenvolvidos nos anos 1950. Charles Townes lembra que, mesmo depois de ter construído o primeiro maser funcional, importantes cientistas olhavam para ele com ar de enfado e diziam algo como “Sinto muito, Charles, mas isso é impossível”. E não eram charlatães – negacionistas de mente curta que não tinham imaginação para ver o Próximo Grande Passo. Tanto John von Neumann, que ajudou a projetar a arquitetura básica dos computadores modernos (e das modernas bombas nucleares), quanto Niels Bohr, que fez muito para explicar a mecânica quântica, descartaram o maser de Townes dizendo na cara dele que era “impossível”.

Bohr e Von Neumann se deram mal por uma razão simples: os dois esqueceram a dualidade da luz. Mais especificamente, o famoso princípio da indeterminação da mecânica quântica desviou suas atenções. Como o princípio da indeterminação de Werner Heisenberg é fácil de ser malcompreendido – mas, uma vez entendido, é uma poderosa ferramenta para chegar a novas formas de matéria –, esse pequeno enigma sobre o universo será desempacotado na próxima seção.

SE NADA MEXE TANTO com os físicos quanto a natureza dual da luz, nada os deixa mais emburrados do que ouvir alguém expor o princípio da incerteza em casos em que ele não se aplica. A despeito do que você possa ter ouvido dizer, isso não tem (quase)[6] nada a ver com observadores alterando as coisas pelo mero ato de observá-las. Tudo o que o princípio diz, na íntegra, é o seguinte:

Só isso.

Agora, se traduzirmos a mecânica quântica para a linguagem comum (sempre arriscado), a equação diz que a incerteza da posição de alguma coisa (Δx) multiplicada pela incerteza de sua velocidade e direção (seu momento, Δp) é sempre maior ou igual ao número “h dividido por quatro vezes pi”. (O “h” é a constante de Planck, que é um número tão pequeno, cerca de 100 setilhões de vezes menor que 1, que o princípio da incerteza só se aplica a coisas muito, muito minúsculas como elétrons e fótons.) Em outras palavras, se você conhecer muito bem a posição de uma partícula, não vai conhecer nada sobre o seu momento, e vice-versa.

É preciso ficar claro que essas incertezas não dizem respeito à medição das coisas, como se estivéssemos usando uma régua imprecisa; são incertezas construídas na própria natureza. Lembra como a luz tem uma natureza reversível, parte onda e parte partícula? Quando Bohr e Von Neumann não acreditaram no laser, eles estavam pensando na forma como a luz age como partícula, ou fótons. Para os dois cientistas, o laser pareceu tão exato e concentrado que a incerteza da posição dos fótons seria nula. Isso significa que a incerteza do momento tinha de ser muito grande, o que significa que os fótons estariam voando com qualquer energia em qualquer direção, o que pareceu contraditório com o conceito de um feixe de luz altamente concentrado.

Os dois esqueceram que a luz também se comporta como onda, e que as regras são diferentes para as ondas. Por exemplo, como se pode saber onde está uma onda? Por sua própria natureza, a onda se espalha – uma fonte de incerteza em si mesma. E, diferentemente das partículas, as ondas podem assimilar e se combinar umas com as outras. Duas pedras atiradas numa piscina vão provocar as cristas mais altas na região entre elas, que recebe energia de ondas menores dos dois lados.

No caso do laser, não são só duas, mas trilhões de trilhões de “pedras” (ou seja, elétrons) acertam ondas de luz, todas misturadas. O ponto-chave é que o princípio da incerteza não se aplica a conjuntos de partículas, apenas a partículas individuais. Em um feixe, um conjunto de partículas, é impossível dizer onde está cada um dos fótons. E mesmo com tal grau de incerteza quanto à posição de cada fóton de um feixe, é possível canalizar sua energia e direção de maneira muito, muito precisa na forma de um laser. É muito difícil domar esse turbilhão de fótons, mas, uma vez que você consegue, o acesso a esse processo propicia uma ferramenta muito poderosa – e foi por isso que a revista Time homenageou Townes como um de seus “Homens do Ano” (junto com Pauling e Segrè) em 1960, e a razão de Townes ter recebido um Prêmio Nobel em 1964 por seu trabalho com o maser.

Aliás, os cientistas logo perceberam que havia muito mais do que fótons dentro daquele turbilhão. Assim como os raios de luz têm uma dualidade onda-partícula, quanto mais nos aprofundamos na análise dos prótons e dos elétrons, mais eles parecem difusos. Em seu nível quântico mais profundo e enigmático, a matéria é indeterminada e tem forma de onda. E como, no fundo, o princípio da incerteza é uma afirmação matemática das limitações de se definir limites nas ondas, as partículas caem também sob a égide da incerteza.

Mas é preciso lembrar que isso só funciona em escalas mínimas, em que “h”, a constante de Planck, um número 100 setilhões de vezes menor que 1, não é considerado pequeno. O que incomoda os físicos é ver pessoas extrapolarem isso para o mundo dos seres humanos e afirmarem que ΔxΔp ≥ h/4π é realmente uma “prova” de que não é possível observar alguma coisa no mundo cotidiano sem alterá-la – ou, para os heurísticos mais ousados, que a própria objetividade é uma farsa e que os cientistas enganam a si mesmos ao imaginar que “sabem” alguma coisa. Na verdade, só existe um caso em que uma incerteza numa nanoescala afeta alguma coisa na nossa macroescala: o estado extraordinário da matéria – o condensado de Bose-Einstein (BEC) – prometido neste capítulo.

A história começa no início dos anos 1920, quando Satyendra Nath Bose, um cientista indiano gordinho e de óculos, cometeu um erro quando expunha algumas equações quânticas durante uma palestra. Sem se dar conta de seu erro inicial, ele fez todos os cálculos e percebeu que a resposta “errada” produzida por seu erro concordava muito bem com alguns experimentos sobre a propriedade dos átomos – muito melhor do que a teoria “correta”.[7] Foi um erro bobo, coisa de aluno de graduação, mas deixou Bose intrigado.

Como os físicos têm feito através da história, Bose resolveu fingir que seu erro estava certo, admitir que não sabia a razão e escrever um artigo a respeito. Por conta do erro aparente e de sua obscuridade como cientista indiano, nenhuma publicação científica de renome na Europa aceitou seu trabalho. Imperturbável, Bose enviou seu texto diretamente para Albert Einstein. Einstein estudou o artigo com atenção, e determinou que o argumento de Bose era inteligente – dizia basicamente que certas partículas, como os fótons, podiam desabar umas sobre as outras até se tornarem indistinguíveis. Einstein fez uma revisão no artigo, traduziu-o para o alemão e expandiu o trabalho de Bose em outro artigo, em separado, que abrangia não apenas fótons, mas átomos inteiros. Usando seu peso como celebridade, Einstein fez com que os dois artigos fossem publicados juntos.

Einstein incluiu algumas linhas sugerindo que, se os átomos esfriassem o suficiente – bilhões de vezes mais do que nos supercondutores –, eles se condensariam em um novo estado da matéria. Mas a capacidade de produzir átomos tão frios estava tão adiante da tecnologia da época que nem mesmo o visionário Einstein conseguiu admitir essa possibilidade. Ele considerou seu condensado uma curiosidade frívola. Surpreendentemente, cientistas tiveram um vislumbre da matéria de Bose-Einstein uma década depois, numa espécie de hélio superfluido em que pequenos pacotes de átomos se ligaram. De certa forma, os pares de elétrons de Cooper nos supercondutores também se comportavam como o BEC. Mas a compactação nos superfluidos e nos supercondutores era limitada, e bem diferente da prevista por Einstein – a dele era uma mistura fria e esparsa. De qualquer forma, o pessoal do hélio e do BEC não pensou muito na conjetura de Einstein e nada mais aconteceu com o BEC até 1995, quando dois espertos cientistas da Universidade do Colorado conjuraram um gás de átomos de rubídio.

Faz sentido que uma das inovações técnicas que tornou o BEC possível tenha sido o laser – que se baseou nas ideias propostas por Bose sobre os fótons. Pode parecer um retrocesso, já que os lasers costumam aquecer as coisas. Mas o laser também pode esfriar átomos, se manejado de forma adequada. Num nível fundamental e nanoscópico, a temperatura mede apenas a velocidade média das partículas. Moléculas quentes são punhos se batendo furiosamente, e as moléculas frias se arrastam atrás. Por essa razão, a melhor maneira de esfriar alguma coisa é diminuir a velocidade de suas partículas. No resfriamento a laser, os cientistas cruzam alguns feixes, como caça-fantasmas, para criar uma armadilha de “melaço óptico”. Quando os átomos de rubídio do gás são disparados através do melado, os lasers os interceptam com fótons de baixa intensidade. Os átomos de rubídio são maiores e mais poderosos, por isso é como disparar uma metralhadora na direção de um asteroide embalado. À parte as disparidades de tamanho, o disparo de um número de balas suficiente acabará detendo um asteroide, e é exatamente o que aconteceu com os átomos de rubídio. Depois de absorverem fótons de todos os lados, os átomos de rubídio reduziram a velocidade, reduziram e reduziram um pouco mais, até a temperatura cair para apenas 0,0001 de grau acima do zero absoluto (−273,15°C).

Porém, mesmo essa temperatura ainda é muito alta para o BEC (agora você pode entender por que Einstein foi tão pessimista). Diante disso, a dupla do Colorado, Eric Cornell e Carl Wieman, incorporou uma segunda fase de resfriamento na qual um ímã ficava sugando do gás de rubídio os átomos que continuavam “mais quentes”. É mais ou menos uma maneira mais sofisticada de soprar uma colher cheia de sopa – esfriar alguma coisa afastando os átomos mais quentes. Com a ausência dos átomos mais energéticos, a temperatura geral continuou diminuindo. Ao fazerem isso lentamente e retirando apenas poucos átomos mais quentes de cada vez, os cientistas reduziram a temperatura para um bilionésimo de grau (0,000000001) acima do zero absoluto. Nesse estágio, finalmente, a amostra de 2 mil átomos de rubídio desabou no condensado de Bose-Einstein, a massa mais fria, mais pegajosa e mais frágil que o universo já conheceu.

Mas quando dizemos “2 mil átomos de rubídio”, estamos diminuindo o que há de tão especial no BEC. Não eram 2 mil átomos de rubídio, era um marshmallow gigante de um único átomo de rubídio. Era uma singularidade, e explica por que está relacionada com o princípio da incerteza. Como já foi dito, a temperatura só mede a velocidade média dos átomos. Quando a temperatura de uma molécula cai abaixo de um bilionésimo de grau, não se trata mais de velocidade – o que significa que a incerteza daquela velocidade é absurdamente baixa. É basicamente zero. E, levando em conta a natureza ondulatória dos átomos nesse nível, a incerteza de sua posição tem de ser muito grande.

Tão grande que, à medida que os dois incansáveis cientistas resfriavam os átomos de rubídio e pressionavam uns contra os outros, os átomos começaram a inchar, a se distender e a se sobrepor até afinal desaparecerem uns nos outros. Todo o conjunto se reduziu a um grande “átomo” fantasmagórico que, teoricamente (se não fosse tão frágil), poderia ser visto num microscópio. É por isso que podemos dizer que nesse caso, diferentemente de qualquer outro, o princípio da incerteza foi capaz de afetar uma coisa de dimensões (quase) humanas. Foram necessários menos de 100 mil dólares em equipamentos para criar esse novo estado da matéria, e o BEC se manteve por apenas dez segundos antes de entrar em combustão. Mas foi tempo suficiente para valer o Prêmio Nobel de 2001 para Cornell e Wieman.[8]

À medida que a tecnologia avança, os cientistas vêm aprendendo mais e mais sobre como induzir matéria para produzir o BEC. Não é como se já houvesse uma demanda para isso, mas logo eles serão capazes de construir “lasers de matéria” que disparam feixes de átomos superconcentrados milhares de vezes mais poderosos que os lasers de luz, ou construir cubos de gelo “supersólidos” que podem fluir uns através dos outros sem perder a solidez. Num futuro de ficção científica, essas coisas vão parecer tão fascinantes quanto os lasers de luz e os superfluídos na notável época em que vivemos.

17. Esferas de esplendor: a ciência das bolhas

NEM TODOS OS AVANÇOS na ciência da tabela periódica precisam lidar com estados da matéria exóticos e intrincados como o BEC. Os líquidos, os sólidos e os gases do dia a dia ainda podem revelar segredos, quando as musas da sorte e da ciência conspiraram da forma certa. Segundo a lenda, aliás, um dos equipamentos científicos mais importantes da história não foi inventado depois de um copo de cerveja, mas por um copo de cerveja.

Donald Glaser – um despretensioso estudante de 25 anos que costumava frequentar os bares próximos da Universidade de Michigan – estava uma noite olhando as bolhas de sua cerveja quando, naturalmente, começou a pensar na física das partículas. Na época, 1952, os cientistas estavam usando os conhecimentos do Projeto Manhattan e a ciência nuclear para conjurar espécies de partículas exóticas e instáveis como káons, múons e píons, irmãos fantasmagóricos dos conhecidos prótons, nêutrons e elétrons. Os físicos das partículas suspeitavam, e até esperavam, que essas partículas desbancassem o papel da tabela periódica como mapa fundamental da matéria, pois eles estavam conseguindo espiar ainda mais fundo nas cavernas subatômicas.

Mas para continuar avançando, eles precisavam arranjar um jeito de “ver” melhor essas partículas infinitesimais e acompanhar seu comportamento. Diante de sua cerveja, Glaser – que era baixo, tinha cabelos ondulados, testa alta e usava óculos – decidiu que as bolhas eram a resposta. Bolhas em líquidos se formam ao redor de imperfeições e incongruências. Um dos lugares onde se formam são em arranhões microscópicos em taças de champanhe; bolsões de dióxido de carbono dissolvidos na cerveja são outro. Como físico, Glaser sabia que as bolhas tendiam a se formar quando líquidos aquecidos se aproximavam do ponto de ebulição (pense numa panela de água no fogão). De fato, se você mantiver um líquido um pouco abaixo de seu ponto de ebulição, qualquer agitação provocará o surgimento de bolhas.

Era um bom começo, mas ainda física básica. O que fez Glaser se destacar foi o próximo passo mental que tomou. Esses raros káons, múons e píons só aparecem quando o núcleo de um átomo, seu centro denso, é fragmentado. Em 1952, existia um dispositivo chamado câmara de nuvens, no qual um “canhão” disparava torpedos atômicos ultrarrápidos em átomos de gás frio. Às vezes, múons, káons etc. apareciam na câmara depois de impactos diretos, e o gás se condensava em gotas líquidas no rastro das partículas. Mas Glaser achou que faria mais sentido substituir o gás por um líquido. Os líquidos são milhares de vezes mais densos que os gases, portanto, apontar o canhão atômico para hidrogênio líquido, por exemplo, resultaria em muito mais colisões. Ademais, se o hidrogênio líquido fosse mantido um pouquinho abaixo de seu ponto de ebulição, qualquer pequeno tranco de energia de uma partícula fantasmagórica faria o hidrogênio espumar como a cerveja que ele estava tomando. Glaser também achava que poderia fotografar os rastros das bolhas e medir como partículas diferentes deixavam diferentes trilhas ou espirais, dependendo do tamanho e da carga… Quando Glaser bebeu a última bolha de sua cerveja, conta a história, ele já estava com a ideia pronta na cabeça.

É uma história de sorte em que os cientistas gostariam muito de acreditar. Infelizmente, como acontece com a maioria das lendas, não é exatamente a verdade. Glaser acabou inventando mesmo a câmara de bolhas, mas depois de meticulosas experiências dentro de um laboratório, e não rabiscando num guardanapo de bar. Mas, felizmente, a verdade é ainda mais estranha que a lenda. Glaser projetou sua câmara de bolhas para trabalhar no que foi explicado anteriormente, mas com uma modificação.

Sabe-se lá por que razão – talvez por causa do fascínio natural de um estudante universitário –, aquele jovem decidiu que a cerveja, não o hidrogênio, era o melhor líquido para ser alvo dos disparos do canhão atômico. Ele realmente achou que a cerveja levaria a uma descoberta memorável na ciência subatômica. Quase dá para imaginar Glaser entrando com latinhas de Budweiser escondidas no laboratório à noite, talvez dividindo-as entre a ciência e o próprio estômago, enquanto enchia de cerveja provetas do tamanho de um dedal, aquecendo-as até quase atingir o ponto de ebulição e bombardeando-as para produzir as mais exóticas partículas até então conhecidas pela física.

Dependendo do tamanho e da carga, diferentes partículas subatômicas formam diferentes redemoinhos e espirais ao passarem por uma câmara de bolhas. Na verdade os rastros são bolhas muito pouco espaçadas em um banho frígido de hidrogênio líquido. (Cortesia do CERN)

Infelizmente para a ciência, declarou Glaser mais tarde, os experimentos com a cerveja foram um fracasso. Seus parceiros de laboratório tampouco gostaram do cheiro de cerveja evaporada. Imperturbável, Glaser refinou seus experimentos, e seu colega Luis Alvarez – famoso pelo asteroide matador de dinossauros – acabou determinando que o melhor líquido a ser usado era mesmo o hidrogênio. O hidrogênio líquido entra em ebulição a −260°C, por isso qualquer minúscula quantidade de calor provocaria espuma. Por ser o elemento mais simples, o hidrogênio também dispensava as confusões e as complicações que outros elementos (ou a cerveja) poderiam causar quando as partículas colidissem. A “câmara de bolhas” reformulada de Glaser possibilitou tantas descobertas em um tempo tão curto que, em 1960, ele apareceu entre os quinze “Homens do Ano” da revista Time, ao lado de Linus Pauling, William Shockley e Emilio Segrè. E também ganhou o Prêmio Nobel com a ridícula idade de 33 anos. Como tinha se mudado para Berkeley na época, Glaser pegou emprestado o colete branco de Edwin McMillan e de Segrè para usar na cerimônia.

DE MANEIRA GERAL, as bolhas não são vistas como uma ferramenta científica essencial. Apesar – ou talvez por conta – de sua ubiquidade na natureza e da facilidade de serem produzidas, durante séculos as bolhas foram vistas como um brinquedo. Mas quando a física emergiu como a ciência dominante nos anos 1900, de repente os físicos descobriam muitas utilidades para esse brinquedo na observação das estruturas mais básicas do universo. Agora que a biologia está em ascensão, os biólogos usam bolhas para estudar o desenvolvimento das células, as estruturas mais complexas do universo. As bolhas vêm se revelando maravilhosos laboratórios naturais para experimentos em todos os campos, e a história recente da ciência já pode ser lida em paralelo com o estudo dessas “esferas de esplendor”.

Um dos elementos que está sempre pronto a formar bolhas – assim como espuma, um estado em que as bolhas se sobrepõem e perdem sua forma esférica – é o cálcio. As células estão para os tecidos como as bolhas estão para a espuma, e o melhor exemplo de uma estrutura de espuma no nosso corpo (além da saliva) é o osso esponjoso. Em geral consideramos a espuma algo não muito mais sólido que um creme de barbear, mas quando certas substâncias insufladas secam e esfriam, elas se enrijecem e endurecem, como versões duráveis da espuma de banho. A Nasa usa espumas especiais para proteger os ônibus espaciais na reentrada na atmosfera, e ossos enriquecidos com cálcio são tão fortes quanto as espumas, e mais leves. Além disso, há milênios escultores vêm moldando túmulos, obeliscos e falsos deuses em rochas de cálcio, ao mesmo tempo duras e complacentes, como o mármore e o calcário. Essas rochas se formam quando minúsculas criaturas marinhas morrem e suas conchas ricas em cálcio afundam e se empilham no leito oceânico. Assim como os ossos, essas conchas têm poros naturais, mas a composição do cálcio aumenta sua resistência. Quase toda a água natural, como a água da chuva, é levemente ácida, mas os minerais de cálcio são levemente básicos. Quando a água penetra os poros do cálcio, as duas substâncias reagem como um pequeno vulcão liberando pequenas quantidades de dióxido de carbono, que amolecem a rocha. Numa escala maior, geológica, essas reações entre a água da chuva e o cálcio formam as grandes cavidades que conhecemos como cavernas.

À parte a anatomia e a arte, bolhas de cálcio já moldaram economias e impérios. As diversas enseadas ricas em cálcio ao longo da costa sul da Inglaterra não são naturais, mas originadas em disputas por calcário por volta de 55 a.C. com a chegada dos romanos, que adoravam calcário. Batedores enviados por Júlio César localizaram uma atraente formação de calcário de cor creme perto da atual cidade de Beer, na Inglaterra, e começaram a explorá-la para adornar as fachadas romanas. O calcário inglês de Beer foi usado mais tarde para construir o Palácio de Buckingham, a Torre de Londres e a Abadia de Westminster, e toda essa quantidade de pedra deixou cavidades abertas nos penhascos à beira-mar. Por volta de 1800, alguns rapazes locais que cresceram velejando e brincando de esconde-esconde naqueles labirintos resolveram combinar seus passatempos infantis tornando-se contrabandistas, usando as cavidades de calcário para esconder conhaque francês, violinos, tabaco e seda que traziam da Normandia em velozes veleiros.

Os contrabandistas (ou, como eles se autodenominavam, comerciantes livres) prosperaram por não terem que pagar os odiosos impostos que o governo inglês impunha aos produtos franceses para prejudicar Napoleão, e a escassez de itens taxados inevitavelmente criava uma bolha de demanda. Entre outras coisas, a incapacidade da dispendiosa guarda costeira de Sua Majestade para deter os contrabandos convenceu o Parlamento a liberalizar as leis do comércio nos anos 1840 – o que propiciou um comércio realmente livre, e com isso a prosperidade econômica que permitiu à Inglaterra se expandir e se tornar o império onde o sol nunca se punha.

Em vista de toda essa história, era de se esperar uma longa tradição de uma ciência das bolhas, mas não foi bem assim. Mentes notáveis como Benjamin Franklin (que descobriu por que o óleo acalma águas espumantes) e Robert Boyle (que fazia experiências e até apreciava o gosto da urina fresca e espumante de seu penico) estudaram as bolhas. E médicos primitivos às vezes faziam coisas como injetar gases borbulhantes em cães meio vivos e meio dissecados. Mas, de maneira geral, os cientistas de verdade ignoraram as bolhas, sua forma e estrutura, deixando seu estudo para campos que desprezavam como intelectualmente inferiors – que poderiam ser chamadas de “ciências inferiores”. Ciências intuitivas não são patológicas, são apenas campos como reprodução de cavalos ou jardinagem, que estudam os fenômenos naturais que há muito confiam mais em palpites e em almanaques do que em experiências controladas. A ciência intuitiva que adotou a pesquisa com bolhas foi a culinária. Havia muito que padeiros e cervejeiros usavam leveduras – primitivas máquinas de fazer bolhas – para fermentar pão e carbonatar cerveja. Mas os chefes europeus da alta cozinha do século XVIII aprenderam a bater a clara do ovo para transformá-la em espumas fofas e começaram a fazer experiências com merengues, queijos porosos, chantili e os cappuccinos que adoramos hoje em dia.

Mas os químicos e os chefes de cozinha tendiam a não confiar uns nos outros, com os químicos vendo os cozinheiros como indisciplinados e não científicos, e os cozinheiros considerando os químicos uns desmancha-prazeres estéreis. Só por volta de 1900 que a ciência das bolhas se organizou em um campo respeitável, embora os homens responsáveis por isso, Ernest Rutherford e Lord Kelvin, tivessem apenas uma pálida ideia de aonde aquele trabalho os levaria. Rutherford, aliás, estava mais interessado em perscrutar o que na época eram as profundezas escuras da tabela periódica.

Pouco depois de ter se mudado da Nova Zelândia para a Universidade de Cambridge, em 1895, Rutherford dedicou-se à radioatividade, a genética da nanotecnologia da época. Seu vigor natural levou Rutherford à ciência experimental, pois ele não era exatamente um cara que não gostava de sujar as mãos. Tendo crescido caçando codornas e plantando batatas numa família rural, ele costumava se sentir como “um asno em pele de leão” entre os senhores togados de Cambridge. Rutherford usava um bigode de leão-marinho, carregava amostras radioativas nos bolsos e fumava cachimbo e charutos fedidos. Era dado a estranhos eufemismos – talvez porque sua devotada esposa cristã o proibia de xingar – e vociferava as mais profanas impropriedades no laboratório quando os equipamentos não se comportavam como o esperado. Talvez para compensar suas imprecações, ele também cantava, em voz alta e desafinado, “Onward, Christian Soldiers” enquanto marchava ao redor de seu laboratório mal-iluminado. Apesar desse jeitão de ogro, a característica científica mais destacada de Rutherford era a elegância. Ninguém foi melhor, talvez em toda a história da ciência, em extrair segredos da natureza utilizando aparatos físicos. E não existe melhor exemplo do que a elegância com que tentava decifrar os mistérios de como um elemento se transforma em outro.

Quando se mudou de Cambridge para Montreal, Rutherford passou a se interessar cada vez mais pela forma como as substâncias radioativas contaminavam o ar ao redor delas com mais radioatividade. Para investigar esse fenômeno, Rutherford se baseou no trabalho de Marie Curie, mas aquele caipira neozelandês se mostrou mais minucioso do que sua contemporânea mais famosa. Segundo Curie (entre outros), os elementos radioativos vazavam uma espécie de gás de “radioatividade pura” que carregava o ar, assim como as lâmpadas enchiam o ar de luz. Rutherford desconfiou que essa “radioatividade pura” era na verdade um elemento gasoso desconhecido, com suas próprias propriedades radioativas. Como resultado, enquanto Curie passava meses fervendo milhares de quilos de uraninita negra e borbulhante para conseguir amostras microscópicas de rádio e polônio, Rutherford vislumbrou um atalho e deixou a natureza trabalhar por ele. Ele simplesmente deixava as amostras ativas embaixo de uma proveta invertida para colher as bolhas de gás que escapavam e voltava depois para recolher o material radioativo de que precisava. Rutherford e seu colaborador, Frederick Soddy, logo provaram que as bolhas radioativas eram na verdade um novo elemento, o radônio. E como as amostras no fundo da proveta diminuíam na proporção em que a amostra de radônio aumentava em volume, eles perceberam que na verdade um elemento se transformava no outro.

Rutherford e Soddy não só encontraram um novo elemento como também descobriram novas regras para percorrer a tabela periódica. Alguns elementos podiam de repente se mover lateralmente quando decaíam e saltar alguns espaços. Era algo emocionante, porém blasfemo. Quando a ciência havia finalmente desacreditado e excomungado os magos químicos que queriam transformar chumbo em ouro, lá estavam Rutherford e Soddy abrindo a porteira outra vez. Quando Soddy se convenceu do que estava acontecendo e bradou: “Rutherford, isso é transmutação!”, Rutherford teve um ataque. “Pelo amor da sacristia, Soddy”, retrucou. “Não fale essa palavra. Eles vão pensar que somos alquimistas e pedir nossas cabeças!”

A amostra de radônio logo deu à luz uma ciência ainda mais espantosa. Rutherford tinha arbitrariamente chamado as pequenas partículas ejetadas dos átomos radioativos de partículas alfa. (Ele também descobriu as partículas beta.) Baseado nas diferenças de peso entre gerações de elementos decaídos, Rutherford desconfiou de que as partículas alfa eram na verdade átomos de hélio separando-se e escapando como bolhas através de um líquido em ebulição. Se fosse verdade, os elementos podiam fazer mais do que saltar dois espaços na tabela periódica como se fossem peças de um jogo de tabuleiro: se o urânio emitia hélio, os elementos estavam pulando de um lado da tabela para outro como num movimento fortuito (ou desastroso) num jogo de snakes & ladders.

Para verificar sua ideia, Rutherford pediu ao soprador de vidro do departamento de física para fazer dois bulbos. Um tinha a espessura de uma bolha de sabão, no qual ele bombeou radônio. O outro era maior e mais espesso e ficava em volta do primeiro. As partículas alfa tinham energia suficiente para atravessar o primeiro vidro, mas não o segundo, e ficavam presas na cavidade de vácuo entre os dois. Depois de alguns dias, parecia que o experimento não ia dar em nada, pois as partículas alfa capturadas eram incolores e pareciam não fazer nada. Mas então Rutherford passou uma corrente elétrica pela cavidade. Se você esteve em Tóquio ou em Nova York, já sabe o que aconteceu. Como todos os gases nobres, o hélio brilha quando excitado pela eletricidade, e as misteriosas partículas de Rutherford começaram a emitir o brilho verde e amarelo característico do hélio. Basicamente, Rutherford provou que as partículas alfa eram átomos de hélio com uma prematura luz de “neon”. Foi um exemplo perfeito de sua elegância e de sua convicção na ciência dramática.

Com seu estilo característico, Rutherford anunciou a ligação alfa-hélio em seu discurso de agradecimento ao Prêmio Nobel de 1908. (Além de ganhar o prêmio, Rutherford foi mentor e treinou pessoalmente 11 futuros ganhadores do Nobel, o último em 1978, mais de quatro décadas depois de sua morte. Talvez tenha sido a mais impressionante proeza de progênie desde que Genghis Khan foi pai de centenas de filhos, sete séculos antes.) Suas descobertas encantaram a plateia do Nobel. No entanto, a aplicação mais prática e imediata do trabalho de Rutherford com o hélio escapou à maioria dos presentes em Estocolmo. Como bom experimentalista que era, Rutherford sabia que a verdadeira grande pesquisa não só apoiava ou descartava uma dada teoria, também dava origem a mais experimentos. Em particular, o experimento com alfa-hélio permitiu que ele cutucasse a ferida do antigo debate entre a teologia e a ciência a respeito da verdadeira idade da Terra.

O primeiro palpite minimamente defensável para essa idade surgiu em 1650, quando o arcebispo irlandês James Ussher percorreu de trás para frente as “datas” da lista de nascimentos da Bíblia (“… e Serug viveu trinta anos, e foi pai de Nahor … e Nahor viveu 29 anos, e foi pai de Terah” etc.) e calculou que, afinal, Deus tinha resolvido criar a Terra no dia 23 de outubro de 4004 a.C. Ussher fez o melhor possível com as evidências disponíveis, mas em poucas décadas aquela data se provou risível em todos os campos científicos. Os físicos podiam calcular números mais precisos e dar seus palpites usando as equações da termodinâmica. Assim como café quente esfria num congelador, os físicos sabiam que a Terra constantemente perde calor para o espaço, que é frio. Ao medirem a taxa de perda de calor e extrapolando retroativamente até quando todas as rochas da Terra estavam derretidas, eles podiam estimar o tempo decorrido desde a origem do planeta. William Thomson, conhecido como Lord Kelvin, passou décadas matutando esse problema, e no final dos anos 1800 anunciou que a Terra tinha se formado havia 20 milhões de anos.

Era um triunfo da razão humana – mas a estimativa estava quase tão errada quanto o palpite de Ussher. Em 1900, Rutherford e outros reconheceram que, por mais que a física tivesse ultrapassado as outras ciências em glamour e prestígio (o próprio Rutherford costumava dizer com orgulho que “em ciência, só existe a física; todo o resto é coleção de selos” – palavras que teve de engolir quando recebeu um Prêmio Nobel de química), nesse caso a física não tinha acertado. Charles Darwin argumentou de forma convincente que os humanos não poderiam ter evoluído a partir de uma simples bactéria em apenas 20 milhões de anos, e seguidores do geólogo escocês James Hutton apontaram que nenhum cânion ou montanha poderia ter se formado num período tão curto. Mas ninguém conseguiu retificar os formidáveis cálculos de Lord Kelvin até Rutherford começar a fuçar rochas de urânio em busca de bolhas de hélio.

No interior de certas rochas, os átomos de urânio expelem partículas alfa (que têm dois prótons) e se transmutam no elemento 90, o tório. Por sua vez, o tório dá origem ao rádio ao expelir outra partícula alfa. O rádio produz o radônio expelindo outra partícula, e o radônio cria o polônio, que por sua vez dá origem ao estável chumbo. Essa era uma deterioração bem conhecida. Porém, num lampejo de genialidade comparável ao de Glaser, Rutherford percebeu que essas partículas alfa, depois de ejetadas, formavam pequenas bolhas de hélio dentro das rochas. O grande achado foi que o hélio nunca reage com nada nem é atraído por outros elementos. Por essa razão, ao contrário do dióxido de carbono no calcário, o hélio normalmente não existe dentro das rochas. Portanto, qualquer hélio encontrado dentro de qualquer rocha havia sido criado por um decaimento radioativo. Muito hélio dentro de uma rocha significa que a rocha é muito antiga, enquanto traços escassos indicam uma pedra jovem.

Rutherford já vinha pensando nesse processo havia alguns anos em 1904, quando tinha 33 anos e Kelvin estava com oitenta. Nessa idade, apesar de toda a sua contribuição à ciência, a cabeça de Kelvin estava fraquejando. Tinham ficado para trás os dias em que ele conseguia formular novas e estimulantes teorias, como a que dizia que todos os elementos da tabela periódica eram “nós do éter” de diferentes formatos. Mais prejudicial ainda para a sua ciência, Kelvin nunca conseguiu incorporar a perturbadora, ou até mesmo assustadora ciência da radioatividade em sua visão de mundo. (Foi por isso também que Marie Curie puxou-o para dentro do armário para ver seu elemento que brilhava no escuro – para esclarecê-lo.) Em comparação, Rutherford percebeu que a radioatividade da crosta terrestre gerava um calor extra, o que atrapalhava as teorias do ancião sobre a simples perda de calor para o espaço.

Ansioso para apresentar sua ideia, Rutherford conseguiu marcar uma palestra em Cambridge. Porém, por mais caduco que estivesse, Kelvin ainda era uma força política na ciência, e a demolição dos preciosos cálculos do velho poderia até prejudicar a carreira do cientista mais jovem. Rutherford iniciou sua apresentação com muito cuidado, mas, por sorte, assim que ele começou a falar, Kelvin pegou no sono na primeira fila. Rutherford se apressou para chegar logo à sua conclusão, mas, assim que ele começou a desmontar o trabalho de Kelvin, o velho se endireitou na cadeira, atento e descansado.

Acuado no palco, Rutherford de repente se lembrou de uma frase solta que havia lido num dos trabalhos de Kelvin. Numa linguagem tipicamente científica, a frase dizia que os cálculos de Kelvin sobre a idade da Terra estavam corretos, a não ser que alguém descobrisse outras fontes de calor dentro do planeta. Rutherford mencionou essa possibilidade, sugeriu que a radioatividade poderia ser essa força latente e, com um golpe de mestre, declarou que por essa razão Kelvin já havia previsto a descoberta da radioatividade dezenas de anos antes. Genial! O ancião olhou para a plateia, radiante. Achou que Rutherford estava falando bobagem, mas não quis desconsiderar o cumprimento.

Rutherford ficou na moita até a morte de Kelvin, em 1907, mas logo em seguida provou a conexão entre o hélio e o urânio. E então, sem mais embaraços políticos – na verdade, ele próprio se tornou um eminente decano (e mais tarde foi também admitido na realeza científica, com seu nome na tabela periódica, o rutherfórdio) –, o futuro Lord Rutherford colheu algumas rochas de urânio primordiais, fracionou o hélio das bolhas microscópicas interiores e determinou que a Terra tinha pelo menos 500 milhões de anos de idade – 25 vezes maior que o palpite do grande Kelvin e o primeiro cálculo dentro de uma margem de erro de um fator de dez. Poucos anos depois, geólogos com mais experiência em análise de rochas usaram a premissa de Rutherford e determinaram que os bolsões de hélio provavam que a Terra tinha ao menos 2 bilhões de anos. Esse número ainda era 50% menor, mas graças às pequenas e inertes bolhas alojadas nas rochas radioativas os seres humanos começavam afinal a encarar a espantosa idade do cosmo.

DEPOIS DE RUTHERFORD, a procura por pequenas bolhas de elementos alojados nas rochas se tornou um trabalho comum em geologia. Uma abordagem especialmente frutífera usa o zircão, um mineral que contém o elemento zircônio, a pedra no sapato das casas de penhores por imitar muito bem uma joia.

Por razões químicas, o zircão é duro – o zircônio está abaixo do titânio na tabela periódica e resulta em diamantes falsos muito convincentes por uma razão. Ao contrário de rochas macias como o calcário, o zircão existe desde os primeiros anos do planeta, em geral como grãos duros, parecidos com sementes, dentro de rochas maiores. Devido a suas propriedades químicas específicas, quando os cristais de zircão se formaram, lá atrás, eles aspiraram o urânio livre e o armazenaram em bolhas atômicas em seu interior. Ao mesmo tempo, o zircão detestava o chumbo, e por isso expulsavam esse elemento (ao contrário do que fazem os meteoros). Claro que isso não durou muito, pois o urânio decai em chumbo, mas o zircão tinha problemas em eliminar as lascas de chumbo de novo. Como resultado, qualquer chumbo alojado no zircão “chumbófobo” nos dias de hoje tem de ser um produto do urânio. Agora já dá para perceber o resto da história: depois de se medir a proporção entre chumbo e urânio no zircão, é só uma questão de fazer um diagrama até o ano zero. Sempre que você ouvir um cientista anunciar um novo recorde para “a rocha mais velha do mundo” – talvez na Austrália ou na Groenlândia, onde os zircões sobreviveram por mais tempo –, pode ter certeza de que eles usaram bolhas de zircônio-urânio para essa datação.

Outros campos de estudo também adotaram as bolhas como paradigma. Glaser deu início às experiências com sua câmara de bolhas nos anos 1950, e por volta dessa época físicos teóricos como John Archibald Wheeler começaram a falar do universo como uma espuma em seu nível fundamental. Nessa escala, bilhões de trilhões de vezes menor que os átomos, Wheeler sonhou que “o espaço-tempo vítreo e macio dos mundos atômicos e das partículas se revela … Literalmente não existiriam mais esquerda e direita, nem antes ou depois. Noções normais de comprimento desapareceriam. Noções normais de tempo evaporariam. Não consigo pensar num nome melhor do que espuma quântica para esse estado de coisas.” Hoje alguns cosmólogos calculam que nosso universo começou a existir com a explosão de uma única submicronanobolha que se desgarrou dessa bolha e começou a se expandir em ritmo exponencial. É uma teoria atraente, de fato, e explica muita coisa – menos, infelizmente, por que razão isso pode ter acontecido.

Ironicamente, a linhagem intelectual da espuma quântica de Wheeler remete ao último físico da era clássica e do mundo cotidiano, Lord Kelvin. Kelvin não inventou a ciência da espuma – quem fez isso foi um belga cego com o apropriado nome (levando-se em conta a pouca influência de seu trabalho) de Joseph Plateau. Mas Kelvin popularizou essa ciência dizendo coisas como a que ele poderia passar a vida inteira escrutinando uma única bolha de sabão. Na verdade isso era falso, pois de acordo com suas anotações laboratoriais Kelvin formulou o esboço de seu trabalho com bolhas durante uma manhã indolente na cama, e só produziu um pequeno artigo sobre o tema. Mesmo assim, existem histórias maravilhosas sobre esse vitoriano de barbas brancas remexendo em bacias de água e glicerina, segurando uma concha com o que parecia um colchão em miniatura para criar colônias de bolhas interligadas. E, aliás, eram bolhas meio quadradas, lembrando o personagem Rerun, da turma do Charlie Brown, já que as molas do colchão tinham a forma de prismas retangulares.

O trabalho de Kelvin ganhou movimento e inspirou boas ideias científicas nas gerações seguintes. O biólogo D’Arcy Wentworth Thompson aplicou os teoremas de Kelvin sobre a formação de bolhas ao desenvolvimento celular em seu trabalho seminal de 1917, On Growth and Form [Sobre crescimento e forma], um livro já definido como “o melhor trabalho de literatura em todos os anais da ciência já registrados na língua inglesa”. O moderno campo da biologia celular começou nesse momento. Mais ainda, pesquisas recentes em bioquímica insinuam que as bolhas podem ter sido a causa da própria vida. As primeiras moléculas orgânicas complexas podem ter se formado não no turbulento oceano, como se costuma pensar, mas em bolhas de água presas em camadas de gelo como a do Ártico. A água é um líquido muito pesado, e ao congelar compacta “impurezas” dissolvidas dentro das bolhas, como moléculas orgânicas. A concentração e a compressão nessas bolhas podem ter sido altas o bastante para fundir essas moléculas em sistemas autorreprodutivos. Além disso, depois de reconhecer um bom truque, desde então a natureza vem plagiando o modelo da bolha. Independentemente do lugar onde foram formadas as primeiras moléculas, no gelo ou nos oceanos, as primeiras células primitivas por certo eram estruturas semelhantes às bolhas que cercaram proteínas ou RNA ou DNA, protegendo-as assim de serem separadas ou erodidas. Até hoje, 4 bilhões de anos depois, as células ainda mantêm o mesmo projeto básico das bolhas.

O trabalho de Kelvin também teve influência na ciência militar. Durante a Primeira Guerra Mundial, outro lorde, Lord Rayleigh, encarou o urgente problema bélico do motivo por que as hélices dos submarinos tendiam tanto a desintegrar e apodrecer, mesmo quando o resto do casco permanecia intacto. Acontece que as bolhas produzidas pelo giro das hélices aderiam às lâminas de metal como açúcar nos dentes, com resultados corrosivos semelhantes. A ciência submarina também levou a outra inovação na pesquisa das bolhas – embora na época essa descoberta tenha parecido pouco promissora, ou até mesmo ilusória. Graças aos traumas provocados pelos submarinos alemães, o estudo do sonar – ondas sonoras se movendo na água – estava tão em voga nos anos 1930 quanto a radioatividade pouco antes disso. Pelo menos duas equipes de pesquisa descobriram que, se eles agitassem um tanque com o nível de ruído de um motor a jato, as bolhas resultantes às vezes colapsavam e piscavam com um lampejo de luz verde ou azul. (Igual a quando mastigamos dropes de Wint-O-Green Life Savers em um quarto escuro.) Mais interessados em explodir submarinos, os cientistas não foram atrás da tal sonoluminescência, mas durante cinquenta anos o assunto ficou pairando na antessala da ciência, passando de geração a geração.

E a situação não teria mudado se, certo dia, em meados dos anos 1980, um colega não fizesse uma gozação com Seth Putterman. Putterman trabalhava na Universidade da Califórnia em Los Angeles no estudo da dinâmica dos fluidos, um campo perverso e traiçoeiro. Em certo sentido, os cientistas sabem mais sobre as galáxias distantes do que sobre as águas turbulentas que correm pelos canos de esgoto. O colega estava provocando Putterman por essa ignorância, e falou que os da laia de Putterman não conseguiam sequer explicar como as ondas sonoras se transmutavam em bolhas de luz. Putterman achou que aquilo soava como uma lenda urbana. Mas depois de analisar a escassa pesquisa existente sobre a sonoluminescência, ele abandonou seu trabalho anterior para se dedicar em tempo integral ao estudo de bolhas que piscavam.[1]

Em seus primeiros e deliciosos experimentos, que dispunham de pouca tecnologia, Putterman colocou uma proveta com água entre dois alto-falantes estereofônicos que foram regulados para as frequências de um apito para cães. A resistência de uma torradeira produzia as bolhas na proveta e as ondas sonoras as envolviam e faziam com que flutuassem na água. Depois foi a parte divertida. As ondas sonoras variam de vales estéreis, de baixa intensidade, a picos de alta intensidade. As pequenas bolhas capturadas respondiam à baixa pressão aumentando mil vezes em tamanho, como um balão que ocupasse um quarto inteiro. Quando a onda sonora chegava ao fundo, a frente de alta pressão se rompia e compactava o volume da bolha em meio milhão de vezes, com forças 100 bilhões de vezes maior que a da gravidade. É justamente essa compactação, semelhante à de uma supernova, que produz a luz misteriosa. Mais surpreendente ainda, embora seja comprimida até se tornar uma “singularidade”, um termo pouco usado fora do estudo dos buracos negros, a bolha continua intacta. Depois das subidas de pressão, a bolha se recompõe outra vez, sem estourar, como se nada tivesse acontecido. Depois é compactada de novo e pisca outra vez, num processo que se repete milhares de vezes por segundo.

Pouco depois Putterman comprou equipamentos mais sofisticados do que seu aparato de fundo de quintal, e quando fez isso deu de cara com a tabela periódica. Para determinar o que havia causado a faísca das bolhas, ele começou a tentar gases diferentes. Descobriu que, embora as bolhas de ar produzissem belos estalidos verdes e azuis, o hidrogênio ou o oxigênio puros, que respondiam juntos por 99% do ar, não produziam luminescência, independentemente do volume ou da estridência com que o som era regulado. Intrigado, Putterman começou a bombear gases vestigiais presentes no ar nas bolhas até encontrar o elemento que funcionava como pederneira – o argônio.

Foi uma descoberta estranha, pois o argônio é um gás inerte. Ademais, os outros únicos gases que Putterman (e um número cada vez maior de cientistas de bolhas) conseguia que funcionassem eram os primos químicos mais pesados do argônio, o criptônio e em especial o xenônio. De fato, quando agitados por um sonar, o xenônio e o criptônio piscavam com mais brilho ainda que o argônio, produzindo “estrelas numa jarra” que chiavam a 19.427°C dentro d’água – muito mais quente que a superfície do Sol. Mais uma vez, foi uma surpresa. O xenônio e o argônio eram usados normalmente na indústria para abafar incêndios ou reações fora de controle, e não havia razão para pensar que esses gases insossos e inertes pudessem produzir bolhas tão intensas.

Quer dizer, a não ser que sua inércia fosse um ativo disfarçado. O oxigênio, o dióxido de carbono e outros gases atmosféricos no interior das bolhas podem usar a energia sonar que recebem para se dividir e reagir uns com os outros. Do ponto de vista da sonoluminescência, trata-se de uma energia desperdiçada. Mas alguns cientistas acreditam que gases inertes sob alta pressão não podem deixar de absorver energia sonar. E sem ter como dissipar essa energia, as bolhas de xenônio ou de criptônio entram em colapso e não têm escolha a não ser concentrar essa energia no centro delas. Se for esse o caso, a não reatividade dos gases nobres é a chave para a sonoluminescência. Seja qual for a razão, a relação com a sonoluminescência deverá redefinir o que significa ser um gás inerte.

Infelizmente, tentados pelo domínio dessa alta energia, alguns cientistas (Putterman inclusive) relacionaram essa frágil ciência das bolhas a uma espécie de fusão portátil, prima da grande favorita de todos os tempos da ciência patológica. (Devido às temperaturas envolvidas, não é uma fusão a frio.) Há muito tempo existe uma vaga associação entre bolhas e fusão, em parte pelo fato de Boris Deryagin, um influente cientista soviético que estudou a estabilidade das espumas, acreditar muito na fusão a frio. (Certa vez, num experimento inconcebível, quase uma antítese de uma das experiências de Rutherford, Deryagin tentou induzir uma fusão a frio na água disparando um fuzil Kalashnikov.)

A relação dúbia entre sonoluminescência e fusão (sonofusão) foi explicitada em 2002 quando a revista Science publicou um artigo radioativamente controverso sobre poder nuclear propelido a sonoluminescência. Estranhamente, a Science publicou também um editorial admitindo que diversos cientistas de destaque consideravam o artigo furado, se não até fraudulento; o próprio Putterman recomendou que a revista rejeitasse o trabalho. Mas a Science publicou assim mesmo (talvez para que todos comprassem a revista para averiguar do que se tratava toda aquela celeuma). O principal autor do artigo foi depois chamado à Câmara dos Deputados dos Estados Unidos e acusado por falsificação de dados.

Felizmente a ciência das bolhas já contava com uma base bastante sólida e sobreviveu a essa desgraça.[2] Atualmente, físicos interessados em energia alternativa projetam supercondutores com bolhas. Patologistas definem a Aids como um vírus “espumoso”, por conta da forma como as células infectadas incham antes de explodir. Entomologistas conhecem insetos que usam bolhas como submersíveis para respirar embaixo d’água, e ornitólogos sabem que o brilho metálico da plumagem dos pavões resulta do reflexo da luz nas bolhas das penas. Mais importante, em 2008, estudando a ciência dos alimentos, alguns alunos da Universidade Estadual dos Apalaches finalmente determinaram o que faz a Coca Diet explodir em contato com uma bala de menta. Bolhas. A superfície granulosa da bala de menta age como uma rede para apanhar pequenas bolhas dissolvidas, que estão costuradas em bolhas maiores. Quando afinal estouram, algumas gigantescas bolhas se expandem e saem zunindo pelo gargalo, chegando a magníficos seis metros de altura. Essa descoberta foi sem dúvida o momento mais importante na ciência das bolhas desde que Donald Glaser contemplou sua cerveja mais de cinquenta anos antes e sonhou em subverter a tabela periódica.

18. Instrumentos ridiculamente precisos

PENSE NO PROFESSOR mais exigente que você já teve. Aquele que tirava ponto se a sexta casa decimal da sua resposta não tivesse sido arredondada de forma absolutamente correta, que usava camiseta com a tabela periódica estampada no peito, que corrigia todos os alunos que diziam “peso” quando se falava de “massa” e que fazia todo mundo, inclusive ele mesmo, usar máscara de proteção até quando misturava açúcar na água. Agora tente imaginar alguém que seu professor detestaria por sua retenção anal. É esse tipo de pessoa que trabalha em uma agência de pesos e medidas.

A maioria dos países tem uma agência de pesos e medidas, cujo trabalho é medir tudo – desde o tempo real transcorrido em um segundo à quantidade de mercúrio no fígado bovino que se pode consumir com segurança (muito pouco, segundo o National Institute of Standards dos Estados Unidos, ou NIST). Para cientistas que trabalham em agências de pesos e medidas, a mensuração não é apenas uma prática que torna a ciência possível, é uma ciência em si mesma. O progresso em diversos campos de conhecimento, da cosmologia depois de Einstein à caçada astrobiológica por vida em outros planetas, depende da nossa capacidade de fazer mensurações cada vez mais precisas, baseadas em fragmentos de informação cada vez menores.

Por razões históricas (o pessoal do Iluminismo francês era fanático por medições), o Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), localizado perto de Paris, atua como a agência de padronização das agências de padronização, garantindo que todas as suas “franquias” andem na linha. Um dos trabalhos mais peculiares do BIPM é mimar o Protótipo Internacional do Quilograma – o quilograma oficial do mundo. Trata-se de um cilindro de 90% de platina e cinco centímetros de comprimento que, por definição, tem a massa exata de 1,000000… quilo (até quantas casas decimais você quiser). Eu diria que ele pesa mais ou menos duas libras, mas me sentiria culpado de não estar sendo exato.

Como o Quilograma é um objeto físico e, portanto, sujeito a danos, e como a definição de um quilograma precisa se manter constante, o BIPM precisa garantir que o objeto nunca seja arranhado, nunca acumule um grão de poeira e nunca perca (é o que a agência espera!) um único átomo. Pois, se qualquer uma dessas coisas acontecer, sua massa poderia saltar para 1,000000…1 quilograma, ou cair para 0,999999…9 quilograma, e essa possibilidade provoca úlceras em uma agência nacional de pesos e medidas. Por essa razão, como uma mãe superprotetora, elas monitoram constantemente a temperatura e a pressão ao redor do Quilograma para evitar inchamentos ou contrações microscópicos, uma alteração que poderia liberar átomos. O objeto está envolto por três camadas sucessivas de sinos de vidro menores para evitar que uma condensação de umidade na superfície produza uma película em nanoescala. E o Quilograma é feito de platina maciça (com irídio) para minimizar a área de superfície exposta à inaceitável sujeira do ar, essa que nós respiramos. A platina também é boa condutora de eletricidade, o que elimina o acúmulo de eletricidade estática “parasitária” (nas palavras do BIPM) que pode expelir átomos livres.

Protótipo Internacional do Quilograma, com cinco centímetros de largura (centro) e feito de platina e irídio, passa o dia inteiro dentro de três jarros em forma de sino aninhados no interior de um cofre em Paris, com a temperatura e a umidade controladas. Ao redor do Quilograma há seis cópias oficiais, cada uma dentro de dois jarros. (Reprodução autorizada pelo BIPM, que detém todos os direitos autorais internacionais)

Finalmente, a dureza da platina reduz a possibilidade de uma unha desastrada descascar a superfície nas raras ocasiões em que as pessoas encostam a mão no Quilograma. Outros países também precisam ter seus cilindros oficiais de 1,000000… quilograma, para não terem de ir até Paris cada vez que quiserem medir alguma coisa com precisão, e, como o Quilograma é o padrão, a réplica existente em cada país precisa ser comparada ao original. Os Estados Unidos têm seu quilograma oficial, chamado K_20 (ou seja, a vigésima cópia oficial), que reside num prédio do governo na região quase rural de Maryland, e só foi calibrado uma vez desde 2000. Por essa razão, segundo Zeina Jabbour, líder da equipe de massa e força do NIST, o K_20 já está precisando de uma nova calibragem. Essas calibragens têm de ser feitas regularmente em intervalos de meses, mas os procedimentos de segurança depois de 2001 transformaram uma viagem de avião com o K20 a Paris em um grande problema. “Temos que levar os quilogramas na mão durante o voo”, explica Jabbour, “e é difícil passar pela segurança da alfândega com um pedaço de metal sem deixar as pessoas tocarem nele.” Até mesmo abrir o estojo sob medida do K_20 num “aeroporto empoeirado” pode ser comprometedor, continua, “e, se alguém insistir em tocar na peça, é o fim da calibragem”.

Normalmente, o BIPM usa seis cópias oficiais do Quilograma (cada uma delas guardada em dois jarros em forma de sino) para calibrar as réplicas. Mas as cópias oficiais precisam ser medidas pelo seu próprio padrão, por isso, a cada tantos anos os cientistas retiram o Quilograma da urna (usando tenazes e luvas de látex, claro, para não deixar impressões digitais – mas não daquelas com talco, para não deixar resíduos –, ah, e sem segurar por muito tempo, pois a temperatura corporal poderia estragar tudo) para calibrar os calibradores.[1] Os cientistas ficaram alarmados ao perceberem, durante as calibragens dos anos 1990, que nas últimas décadas o Quilograma tinha perdido uma massa equivalente a uma impressão digital (!), ou meio micrograma por ano. Ninguém sabe por quê.

O fracasso – e é do que se trata – em manter o Quilograma perfeitamente constante tem alimentado a discussão sobre o grande sonho de todo cientista obcecado com esse cilindro: torná-lo obsoleto. Desde os anos 1600, a ciência deve muito de seu progresso à adoção, sempre que possível, de um ponto de vista não centralizado no homem para estudar o universo. (Isso é chamado de princípio de Copérnico ou, de forma menos elogiosa, de princípio da mediocridade.) O quilograma é uma das sete “unidades básicas” de medida que permeiam todos os campos da ciência, e já não é mais aceitável que essas unidades se baseiem em um artefato humano, em especial se esse artefato está encolhendo misteriosamente.

O objetivo, segundo a agência nacional de padrões da Inglaterra, é que um cientista possa enviar a definição de qualquer unidade por e-mail a um colega em outro continente e que esse colega seja capaz de reproduzir alguma coisa com as mesmas dimensões exatas só com base na descrição do e-mail. Mas ninguém pode enviar o Quilograma por e-mail, e até agora ninguém inventou uma definição mais confiável que aquele cilindro, brilhante e mimado guardado em Paris. (Se inventaram, ou é complicado demais para ser possível – como contar trilhões de trilhões de átomos – ou exige mensurações precisas demais até mesmo para os melhores instrumentos atuais.) A inabilidade para solucionar o enigma do quilograma – seja no sentido de impedir que ele encolha ou no de torná-lo obsoleto – tem se tornado cada vez mais uma fonte de preocupação e vergonha internacional (pelo menos para nós, os que têm retenção anal).

A dor é ainda mais aguda porque o quilograma é a última unidade básica que remete às limitações humanas. Durante boa parte do século XX, um bastão de platina em Paris definiu 1,000000… metro, até os cientistas redefinirem o metro em 1960 a partir de um átomo de criptônio, ajustando-o em 1.650.763,73 comprimentos de onda da luz vermelho-alaranjada de um átomo de criptônio-86. Essa distância é praticamente idêntica ao comprimento do antigo bastão, mas tornou-o obsoleto, já que a luz do criptônio com esse comprimento de onda teria a mesma distância no vácuo em qualquer lugar. (Essa é uma definição que se pode mandar por e-mail.) Desde então, os cientistas da mensuração (os metrologistas) vêm rerredefinindo o metro como a distância que qualquer luz percorre no vácuo em 1⁄299.792.458 de segundo.

Da mesma forma, a definição oficial de um segundo costumava ser de cerca de 1⁄86.400 de uma volta ao redor do eixo da Terra (ou seja, o número de segundos em um dia). Mas alguns fatos incômodos tornaram esse padrão inconveniente. O mais importante, a duração de um dia está aumentando aos poucos por conta da variação das marés oceânicas, que seguram e retardam a rotação terrestre. Para corrigir isso, os metrologistas inserem um segundo de transição a cada três anos, em geral quando ninguém está vendo, à meia-noite do dia 31 de dezembro. Mas trata-se de uma solução deselegante, ad hoc. E, em vez de relacionar uma suposta unidade universal de tempo ao trânsito de uma insignificante rocha ao redor de uma estrela qualquer, a agência de padrões dos Estados Unidos desenvolveu relógios atômicos baseados em césio.

Os relógios atômicos funcionam com os mesmos pulos e quedas de elétrons excitados que discutimos antes. Mas podem também utilizar um movimento mais sutil, a “estrutura fina” dos elétrons. Se o salto normal de um elétron lembra um cantor pulando uma oitava de sol a sol, a estrutura fina lembra um salto de sol a sol bemol ou sol sustenido. Os efeitos da estrutura fina são mais notáveis em campos magnéticos, e são causados por coisas que podem ser ignoradas sem problema, a não ser que você estivesse fazendo um curso de física de alto nível – como interações magnéticas entre elétrons e prótons ou correções por conta da teoria da relatividade de Einstein. O resultado é que, depois desses ajustes finos,[2] cada elétron salta um pouco mais baixo (sol bemol) ou um pouco mais alto (sol sustenido) do que o esperado.

O elétron “decide” qual salto dar com base em seu spin intrínseco, de forma que um elétron nunca atinge o sustenido e o bemol em saltos sucessivos. Atinge um ou outro de cada vez. No interior dos relógios atômicos, que parecem tubos pneumáticos altos e finos, um ímã purga todos os átomos de césio cujos elétrons mais externos saltem para um desses dois níveis, digamos o sol bemol. Isso faz com restem apenas átomos com elétrons em sol sustenido, que são reunidos numa câmara e excitados por uma intensa radiação micro-ondas, fazendo com que os elétrons estourem (ou seja, saltem e caiam) emitindo fótons de luz. Cada ciclo de saltos para cima e para baixo é elástico e sempre leva o mesmo período de tempo (extremamente curto), de forma que o relógio atômico consegue medir o tempo contando fótons. Na verdade, não importa se expurgamos o sol bemol ou o sol sustenido, mas é preciso expurgar um deles, pois os saltos para um nível ou outro levam um período de tempo diferente, e tal imprecisão é inaceitável nas escalas com que os metrologistas trabalham.

O césio se mostrou conveniente como mola principal dos relógios atômicos por ter um elétron exposto na camada mais externa, sem nenhum elétron por perto para amortecê-lo. Os átomos pesados e encorpados do césio também são bons alvos para o maser que os atinge. Ainda assim, mesmo no laborioso césio, o elétron mais externo é um carinha veloz. Em vez de dezenas ou algumas milhares de vezes por segundo, o elétron realiza 9.192.631.770 idas e vindas a cada segundo. Os cientistas escolheram esse número esdrúxulo, em vez de 9.192.631.769 ou 9.192.631.771, por estar de acordo com os melhores palpites para um segundo em 1955, quando foi construído o primeiro relógio de césio. De qualquer forma, agora o número 9.192.631.770 já está estabelecido. Tornou-se a primeira definição de unidade de base a atingir uma “e-mailabilidade” universal, tendo inclusive ajudado a libertar o metro de seu bastão de platina depois de 1960.

Os cientistas adotaram o padrão césio como medida de tempo oficial do mundo nos anos 1960, substituindo o segundo astronômico, mas se por um lado o padrão césio ajudou a ciência ao assegurar precisão e acuidade em todo o mundo, sem dúvida a humanidade perdeu alguma coisa. Desde antes dos antigos egípcios e dos babilônios, os seres humanos usavam as estrelas e as estações do ano para marcar o tempo e registrar seus momentos mais importantes. O césio cortou esse vínculo com os céus, ofuscando-os da mesma maneira que as luzes urbanas apagaram as constelações. Por melhor que seja como elemento, falta ao césio o sentimento mítico da Lua ou do Sol. Além disso, até mesmo o argumento para a mudança para o césio – sua universalidade, já que os elétrons do césio vibram na mesma frequência em qualquer região do universo – pode não ser mais uma aposta tão certa assim.

SE EXISTE ALGO MAIS PROFUNDO do que o amor de um matemático por variáveis é o amor que os cientistas sentem pelas constantes. A carga do elétron, a força da gravidade, a velocidade da luz – não importa o experimento, não importam as circunstâncias – são parâmetros que nunca variam. Se variassem, os cientistas perderiam a exatidão que separa as ciências “duras” das ciências sociais como a economia, em que os caprichos e a pura idiotia humana tornam impossível a existência de leis universais.

Ainda mais sedutoras para os cientistas, por serem mais abstratas e universais, são as constantes fundamentais. Claro que os valores numéricos referentes ao tamanho de uma partícula ou à sua velocidade mudariam se decidíssemos arbitrariamente que o metro deveria ser mais longo ou se o quilograma de repente encolhesse (ops!). Por outro lado, as constantes fundamentais não dependem de mensurações. Como π, elas são números fixos, puros, e também como π elas surgem em qualquer tipo de contexto que pareça hipnoticamente explicável mas que até agora resistia a todas as explicações.

A mais conhecida constante sem dimensões é a constante da estrutura fina, relacionada com a divisão fina dos elétrons. Em resumo, é a constante que controla o quanto os elétrons estão ligados ao núcleo positivo. Determina também a força nuclear. Na verdade, se a constante de estrutura fina – que vou chamar de alfa, que é como os cientistas a denominam – fosse um pouquinho menor logo depois do Big Bang, a fusão nuclear das estrelas jamais teria atingido a temperatura necessária para fundir carbono. Por outro lado, se alfa tivesse sido um pouquinho maior, todos os átomos de carbono teriam se desintegrado éons atrás, bem antes de chegarem até nós. Claro que os cientistas são gratos pelo fato de alfa evitar esse equivalente atômico dos monstros mitológicos Scylla e Charybdis, mas isso também os deixa inquietos, pois ninguém consegue explicar como isso aconteceu. Até um bom e inveterado ateu como o físico Richard Feynman disse certa vez a respeito da constante de estrutura fina: “Todos os bons físicos teóricos penduram esse número na parede e se preocupam com ele … É um dos maiores mistérios do universo: um número mágico que chega até nós sem ter sido compreendido pelo homem. Pode-se dizer que a ‘mão de Deus’ escreveu esse número, mas nós não sabemos como Ele empunhou o Seu lápis.”

Historicamente, isso não impediu que as pessoas tentassem decifrar esse mene, mene, tekel, upharsin.[a] O astrônomo inglês Arthur Eddington, que depois do eclipse solar de 1919 apresentou a primeira prova experimental da relatividade de Einstein, era fascinado por alfa e tinha uma predileção por numerologia, ou talvez até um certo talento.[3] No início dos anos 1900, quando o valor de alfa foi calculado em torno de 1⁄136, Eddington começou a inventar “provas” de que o valor de alfa era exatamente 1⁄136, pois tinha descoberto uma relação matemática entre 136 e 666. (Um de seus colegas zombou dele e sugeriu que o Livro das Revelações fosse reescrito para levar em conta aquela “descoberta”.) Medições posteriores mostraram que alfa está mais próxima de 1⁄137, mas Eddington simplesmente introduziu um 1 em algum lugar de sua fórmula e continuou como se seu castelo de areia não tivesse desabado (o que lhe valeu o imortal apelido de Sir Arthur Adding-One [Somando Um]). Um amigo que pouco depois disso o encontrou numa chapelaria em Estocolmo ficou surpreso ao ver que ele insistia em pendurar o chapéu no cabide 137.

Hoje, o valor de alfa está estabelecido em 1/137,035 ou algo assim. De qualquer forma, é esse valor que torna a tabela periódica possível. Permite que existam átomos e que eles reajam com o vigor necessário para formar compostos, já que os elétrons nem se afastam muito nem se aproximam demais de seus núcleos. Esse equilíbrio preciso levou muitos cientistas a pensar que o universo não poderia ter chegado a essa constante de estrutura fina por acaso. Mais explícitos, os teólogos dizem que alfa é a prova de que o criador “programou” o universo para produzir as moléculas, e possivelmente a vida. Por isso aconteceu a maior comoção quando, em 1976, um cientista soviético (agora norte-americano) chamado Alexander Shlyakhter escrutinou uma região bizarra na África chamada Oklo e declarou que alfa, uma constante invariável do universo, estava aumentando.

Oklo é uma maravilha galáctica: é o único reator de fissão nuclear natural que conhecemos. Surgiu cerca de 1,7 bilhão de anos atrás, e, quando mineiros franceses desenterraram o local dormente em 1972, o acontecimento agitou o meio científico. Alguns cientistas argumentaram que Oklo não poderia ter acontecido, enquanto grupos mais periféricos viram em Oklo a “evidência” de exóticas teorias como as de civilizações africanas perdidas e de pousos forçados de cruzadores estelares alienígenas movidos a energia nuclear. Na verdade, como os cientistas nucleares determinaram, Oklo era movido por nada mais que urânio, água e alga verde-azulada (ou seja, espuma de lagoa). Só isso. As algas de um rio próximo a Oklo produziam um excesso de oxigênio depois de passar pela fotossíntese. O oxigênio tornava a água tão ácida que ela se infiltrava na terra até o subsolo, onde dissolvia o urânio das rochas. O urânio daquela época tinha uma concentração mais alta de urânio-235, o isótopo pronto para a bomba – de mais ou menos 3%, comparada a de 0,7% de hoje. Por isso a água já era volátil, e, quando as algas no subsolo filtravam a água, o urânio se concentrava num ponto só, atingindo uma massa crítica.

Apesar de necessária, só uma massa crítica não é suficiente. Para acontecer uma reação em cadeia, não basta os núcleos de urânio serem atingidos por nêutrons, eles precisam absorvê-los. Quando o urânio puro passa por uma fissão, seus átomos disparam nêutrons “velozes” que ricocheteiam nos vizinhos como pedras pulando na água. São, na prática, nêutrons enguiçados e improdutivos. O urânio de Oklo se só tornou nuclear porque as águas do rio reduziam a velocidade dos nêutrons o suficiente para que os núcleos vizinhos os capturassem. Sem aquela água, a reação nunca teria começado.

E ainda tem mais. A fissão também produz calor, claro. E a razão de não existir uma grande cratera na África na época atual é pelo fato de o urânio ter evaporado a água quando esquentou. Sem água, os nêutrons ficaram velozes demais para serem absorvidos, o que interrompeu o processo. A água só voltou a se infiltrar quando o urânio esfriou – o que reduziu a velocidade dos nêutrons e reiniciou o reator. Era um verdadeiro gêiser nuclear autorregulado, consumindo 5.900 quilos de urânio em 150 mil anos em dezesseis pontos de Oklo, num ciclo de liga/desliga de 150 minutos.

Mas como os cientistas conseguiram entender essa história 1,7 bilhão de anos depois? Por meio dos elementos. Todos os elementos encontram-se misturados na crosta terrestre, por isso as proporções de diferentes isótopos deveriam ser iguais em qualquer lugar. Em Oklo, a concentração do urânio-235 variava de 0,003% a 0,3% menos que o normal – uma diferença enorme. Mas o que determinou que Oklo era um reator nuclear natural e não uma reminiscência de alguma operação de contrabando de terroristas malucos foi a grande abundância de elementos inúteis como o neodímio. A maior parte do neodímio é apresentada em três sabores numerados, 142, 144 e 146. Os reatores de fissão de urânio produzem neodímio de números ímpares em proporções mais altas do que a normal. Aliás, quando analisaram as concentrações de neodímio em Oklo e subtraíram o neodímio natural, os cientistas descobriram que a “assinatura” nuclear de Oklo era semelhante à dos modernos reatores de fissão feitos pelo homem. Incrível.

Mas, se o neodímio estava em seu devido lugar, o mesmo não acontecia com outros elementos. Em 1976, ao comparar o resíduo radioativo de Oklo com os resíduos radioativos modernos, Shlyakhter descobriu que alguns tipos de samário haviam se formado em quantidades muito pequenas. Por si só, isso não chega a ser muito impactante. Mas os processos nucleares são reproduzíveis nos mínimos detalhes: elementos como o samário nunca deixam de se formar. Por isso a digressão do samário indicou a Shlyakhter que havia algo de diferente lá atrás. Fazendo uma grande inferência, ele calculou que, se a constante de estrutura fina fosse uma fração menor quando Oklo se tornou nuclear, as discrepâncias seriam facilmente explicadas. Nisso ele agiu como o físico indiano Bose, que dizia não saber por que suas equações “erradas” sobre os fótons explicavam tanto, só sabia que elas explicavam. O problema é que alfa é uma constante fundamental. Não pode variar, não de acordo com a física. Pior ainda para alguns, se alfa variasse, ninguém (ou melhor, Ninguém) tinha afinal “regulado” alfa para produzir vida.

Com tanta coisa em jogo, desde 1976 muitos cientistas têm feito novas interpretações para explicar a relação entre alfa e Oklo. As alterações medidas são tão pequenas, e os registros geológicos são tão espaçados depois de 1,7 bilhão de anos, que parece pouco provável que alguém chegue a uma conclusão definitiva em relação a alfa a partir dos dados de Oklo. Mas nunca se deve subestimar o valor da formulação de um palpite a respeito. O trabalho de Shlyakhter com o samário abriu o apetite de dezenas de cientistas ambiciosos que gostariam de desbancar teorias antigas, e hoje em dia o estudo da alteração das constantes universais é um campo ativo. Uma injeção de ânimo para esses cientistas foi a percepção de que, mesmo se tiver mudado muito pouco nesse “curto” período de 1,7 bilhão de anos, alfa pode ter mudado bem mais depressa durante o primeiro bilhão de anos do universo, na época do caos primordial. Na verdade, depois de estudar sistemas estelares chamados quasares e nuvens de poeira estelar, alguns astrônomos australianos afirmam ter detectado a primeira evidência real dessas inconstantes.[4]

Quasares são buracos negros que destroem e canibalizam outras estrelas com uma violência que libera montanhas e mais montanhas de energia luminosa. Claro que, ao coletarem essa luz, os astrônomos não estão observando os acontecimentos em tempo real, mas sim eventos que ocorreram há muito, muito tempo, já que a luz leva um tempo para percorrer o universo. O que os australianos fizeram foi examinar a maneira como grandes tempestades de poeira espacial interestelar afetavam a passagem da remota luz do quasar. Quando a luz atravessa uma nuvem de pó, elementos vaporizados presentes na nuvem a absorvem. Porém, como não são opacos e por não conseguirem absorver toda a luz, os elementos presentes na nuvem absorvem a luz em frequências específicas. Além do mais, assim como os relógios atômicos, esses elementos absorvem a luz não em uma só cor, mas de duas cores muito bem divididas.

Os australianos não tiveram muita sorte com alguns dos elementos presentes nas nuvens de poeira, pois são elementos que mal perceberiam se alfa vacilasse a cada ano. Por essa razão eles expandiram a pesquisa para elementos como o cromo, que se mostrou muito mais sensível a alfa: quanto menor fosse alfa no passado, mais vermelha seria a luz absorvida pelo cromo e menores os espaços entre seus níveis de sol bemol e sol sustenido. Analisando a lacuna que o cromo e outros elementos produziram bilhões de anos atrás perto do quasar e comparando-a com átomos em laboratórios atuais, os cientistas podem avaliar se alfa tem variado nesse ínterim. E ainda que, como todos os cientistas – em especial os que propõem alguma teoria controversa –, os australianos apresentem suas conclusões em linguagem científica, deixando claro que só “se forem coerentes com a hipótese” disso e daquilo, eles acham que suas medições ultraprecisas indicam que alfa mudou em até 0,001% ao longo dos últimos 10 bilhões de anos.

Honestamente, parece uma quantidade ridícula para causar tanta celeuma, como se Bill Gates estivesse disputando centavos numa calçada. Mas a magnitude é menos importante que a possibilidade de uma mudança em uma constante fundamental.[5] Muitos cientistas contestam os resultados dos australianos, mas, se forem confirmados – ou se qualquer outro cientista trabalhando em constantes variáveis chegar a um resultado positivo –, os cientistas terão de repensar o Big Bang, pois as únicas leis do universo que eles conhecem não estariam se mantendo desde o início.[6] Uma alfa variável desbancaria a física einsteiniana da mesma forma que Einstein desbancou Newton e que Newton desbancou a física escolástica medieval. E como mostraremos na próxima seção, uma alteração de alfa pode também revolucionar a maneira como os cientistas exploram o cosmo em busca de sinais de vida.

NÓS JÁ CONHECEMOS ENRICO FERMI em circunstâncias bem lamentáveis – morrendo envenenado por berílio depois de ousados experimentos e tendo recebido um Prêmio Nobel pela descoberta de elementos transurânicos que não descobriu. Mas não é justo deixar você com uma impressão negativa desse dínamo da ciência. Todos os cientistas adoravam Fermi, sem nenhuma reserva. Seu nome foi aplicado ao elemento 100, o férmio, e Fermi foi considerado o último grande cientista versátil, ao mesmo tempo teórico e experimental, alguém que poderia igualmente ter as mãos sujas de graxa das máquinas de um laboratório ou de giz de um quadro-negro. Tinha também um raciocínio diabolicamente rápido. Em suas reuniões científicas, seus colegas às vezes precisavam correr até seus escritórios em busca de equações antigas para resolver alguma questão, e mais de uma vez, ao voltarem, Fermi, incapaz de esperar, já tinha derivado equações inteiras do zero e tinha a resposta de que precisavam. Certa vez ele pediu a alguns colegas iniciantes que calculassem quantos milímetros de espessura a famosa camada de pó das janelas de seu laboratório deveria ter para que seu peso provocasse uma avalanche e enlameasse o piso. A história não registrou uma resposta, apenas a impiedosa pergunta.[7]

No entanto, nem mesmo Fermi conseguiu responder a uma questão ao mesmo tempo simples e desafiadora. Como já foi observado, muitos filósofos se admiram com o fato de o universo parecer sintonizado com precisão para produzir vida, por conta do valor “perfeito” de certas constantes fundamentais. Ademais, há muito os cientistas acreditam – da mesma forma como acreditam que um segundo não deve se basear na órbita do nosso planeta – que a Terra não tem nada de especial em termos cósmicos. Em vista dessa característica comum, somada ao imenso número de estrelas e planetas e os éons passados desde o Big Bang (deixando de lado as pegajosas questões religiosas), o universo deveria estar enxameando de vida. No entanto, não só nunca encontramos uma criatura alienígena como tampouco recebemos algum sinal. Certo dia, ao ponderar sobre esses fatos contraditórios enquanto almoçava, Fermi bradou para os colegas, como se esperasse uma resposta: “Então onde está todo mundo?”

Os colegas acharam graça no que hoje é conhecido como o “paradoxo de Fermi”. Mas outros cientistas levaram Fermi a sério, e realmente acreditaram que poderiam encontrar uma resposta. A tentativa mais bem conhecida surgiu em 1961, quando o astrofísico Frank Drake formulou o que hoje é conhecido como a equação de Drake. Assim como o princípio da incerteza, a equação de Drake tem uma camada de interpretação que na verdade turva o que enuncia. Em resumo, trata-se de uma série de adivinhações: sobre o número de estrelas existentes na galáxia, que proporção dessas estrelas abriga planetas semelhantes à Terra, que proporção desses planetas contém vida inteligente, que proporção dessas formas de vida estaria disposta a fazer contato e assim por diante. Drake calculou que existiam dez civilizações sociáveis na nossa galáxia.[8] Mas, até aí, isso era apenas um palpite bem-informado, o que levou muitos cientistas a considerar sua teoria uma filosofia pretensiosa. Como seria possível, por exemplo, psicanalisar alienígenas e calcular a percentagem dos que estão querendo bater um papo?

Mesmo assim a equação de Drake é importante, por esboçar os dados que os astrônomos precisam coletar para apoiar a astrobiologia em fundamentos científicos. Talvez um dia ainda façamos um exame retrospectivo desse cálculo, assim como fizemos com as primeiras tentativas de organizar a tabela periódica. E com os grandes avanços recentes nos telescópios e em outros dispositivos de observação dos céus, os astrobiólogos agora dispõem de mais instrumentos para fornecer mais do que simples adivinhações. De fato, o telescópio espacial Hubble e outros têm obtido tanta informação de tão poucos dados que os astrobiólogos agora podem se sair melhor do que Drake. Eles não precisam esperar que uma vida inteligente alienígena nos encontre ou sondar o espaço profundo em busca de uma Grande Muralha da China alienígena. Eles podem medir evidências de vida diretamente – mesmo vida inerte como plantas exóticas e micróbios –, procurando por elementos como o magnésio.

Sem dúvida o magnésio é menos importante que o oxigênio ou o carbono, mas o elemento 12 poderia ser de grande ajuda para criaturas primitivas na transformação de moléculas orgânicas em formas de vida. Quase todas as formas de vida usam elementos metálicos em quantidades vestigiais para criar, armazenar ou liberar moléculas energéticas ao redor e internamente. Os animais usam principalmente o ferro na hemoglobina, mas as primeiras e mais bem-sucedidas formas de vida, em especial a alga verde-azulada, usavam o magnésio. A clorofila (talvez a substância orgânica mais importante do mundo, por converter, por meio da fotossíntese, a energia das estrelas em açúcares, a base da cadeia alimentar) está repleta de íons de magnésio em seu centro. O magnésio ajuda o DNA a funcionar de forma adequada nos animais.

Os depósitos de magnésio no nosso planeta implicam também a presença de H_2O líquido, o meio mais provável para o surgimento da vida. Compostos de magnésio absorvem a água, e é por isso que mesmo em planetas áridos e rochosos como Marte ainda restam esperanças de se encontrar bactérias (ou fósseis bacterianos) em depósitos desse tipo. Em astros aquosos (como Europa, uma das luas de Júpiter e grande candidata a abrigar vida extraterrestre no nosso sistema solar), o magnésio ajuda a manter os oceanos fluidos. Europa tem uma camada de gelo externa, mas grandes oceanos líquidos pulsam mais abaixo, e as observações por satélites indicam que esses oceanos estão cheios de sais de magnésio. Como qualquer substância em solução, os sais de magnésio diminuem o ponto de congelamento da água de forma a manter a substância líquida em temperaturas mais baixas. Os sais de magnésio também despertam o “vulcanismo oceânico” nos leitos rochosos dos mares. Esses sais aumentam o volume da água em que estão dissolvidos, e a pressão extra desse volume alimenta vulcões que cospem água salobra e agitam as profundezas oceânicas. (Essa pressão também trinca as calotas na superfície, espalhando gelo enriquecido na água do mar – o que é bom, no caso de as bolhas dentro do gelo serem importantes na criação da vida.) Além disso, os compostos de magnésio (entre outros) podem fornecer a matéria-prima da formação da vida ao erodir substâncias ricas em carbono do leito oceânico. Mesmo sem pousar uma sonda ou observar uma vegetação alienígena, a simples detecção de sais de magnésio num planeta deserto e sem ar é um bom sinal de que algo pode estar acontecendo em termos de vida.

Mas, digamos que não exista vida em Europa. Ainda que se tenha sofisticado muito em termos tecnológicos, a busca pela vida alienígena ainda se baseia numa grande suposição: que a mesma ciência que nos controla localmente se aplica a outras galáxias e a outras épocas. Mas, se alfa mudou com o tempo, as consequências para o potencial de vida alienígena poderiam ser enormes. Em termos históricos, talvez a vida não conseguisse existir antes que alfa “relaxasse” o bastante para permitir a formação de átomos de carbono estáveis – e talvez então a vida tenha surgido sem esforço, sem necessidade de se apelar para um criador. E, como Einstein determinou que o espaço e o tempo estão entrelaçados, alguns físicos acreditam que variações de alfa ao longo do tempo poderiam implicar variações de alfa através do espaço. De acordo com essa teoria, assim como a vida surgiu na Terra e não na Lua pelo fato de a Terra ter água e uma atmosfera, a vida pode ter surgido aqui, num planeta aparentemente aleatório, num insignificante bolsão do espaço, porque só aqui existem as condições cosmológicas adequadas para a existência de átomos robustos e moléculas completas. Isso resolveria o paradoxo de Fermi numa tacada: ninguém veio nos visitar porque não há ninguém por aí.

No momento atual, as evidências pendem na direção do aspecto ordinário da Terra. Com base nas perturbações gravitacionais em estrelas distantes, os astrônomos agora conhecem milhares de planetas, o que aumenta bastante a probabilidade de encontrar vida em outro lugar. Mesmo assim, o grande debate dos astrobiólogos será decidir se a Terra, e por extensão os seres humanos, tem um lugar privilegiado no universo. A busca por vida alienígena vai nos custar toda a nossa engenhosidade para fazer medições, e alguma região ainda pouco explorada da tabela periódica. O que sabemos ao certo é que, se hoje algum astrônomo apontar um telescópio para um distante aglomerado de estrelas e descobrir provas inegáveis da existência de vida, mesmo que simples coletores microbianos, será a descoberta mais importante de todos os tempos – prova de que os seres humanos afinal não são tão especiais. A não ser o simples fato de também existirmos e de sermos capazes de fazer e entender tais descobertas.

[a] Segundo o Livro de Daniel, foi a misteriosa escrita na parede que previu a queda do império babilônico durante o reinado de Baltazar. (N.T.)

19. Acima (e além) da tabela periódica

EXISTE UM ENIGMA na periferia da tabela periódica. Como os elementos altamente radioativos são sempre escassos, seria fácil deduzir que os elementos que se desfazem com mais facilidade fossem também os mais raros. E o elemento que se desfaz mais rápida e inteiramente sempre que surge na crosta terrestre, o ultrafrágil frâncio, é de fato muito raro. O frâncio deixa de existir numa escala de tempo mais passageira do que qualquer outro átomo, mas existe um elemento ainda mais raro que o frâncio. Trata-se de um paradoxo, e, na verdade, a solução desse paradoxo requer que deixemos para trás os confortáveis limites da tabela periódica. Exige a partida para o que os físicos consideram seu Novo Mundo a ser conquistado – a “ilha de estabilidade” –, que talvez seja a única esperança de ampliar a tabela para além das limitações atuais.

Como nós já sabemos, 90% das partículas do universo são hidrogênio, e os outros 10% são hélio. Tudo o mais, inclusive os 6 setilhões de quilos da Terra, é um erro de cálculo cósmico. E nesses 6 setilhões de quilos da Terra, a quantidade total de astato, o mais raro elemento natural, chega apenas a ridículos 25 gramas. Para enunciar isso de uma forma (minimamente) compreensível, imagine que você não faz ideia de onde parou seu Buick Astato num estacionamento imenso. Imagine o tédio de percorrer todos os andares para cima e para baixo, procurando o carro em todas as vagas possíveis. Para compararmos essa busca com a procura de átomos de astato na terra, esse estacionamento teria cerca de 100 milhões de filas com 100 milhões de vagas cada e 100 milhões de andares de altura. E ainda haveria 160 estacionamentos idênticos a esse, do mesmo tamanho – e em todos esses estacionamentos haveria apenas um Buick Astato. Seria mais fácil voltar a pé para casa.

Mas, se o astato é assim tão raro, seria natural perguntar como os cientistas fizeram esse recenseamento. A resposta é que eles roubaram um pouco no jogo. Qualquer astato presente na Terra há algum tempo já se desintegrou radioativamente, mas outros elementos radioativos às vezes decaem em astato depois de expelirem partículas alfa ou beta. Conhecendo-se a quantidade total dos elementos aparentados (em geral elementos próximos ao urânio) e calculando as probabilidades de cada um deles decair em astato, os cientistas podem extrair alguns números plausíveis sobre a quantidade de astato existente. Isso também funciona para outros elementos. Por exemplo, existem, a cada momento, pelo menos entre 500 e 900 gramas do vizinho do astato na tabela periódica, o frâncio.

Por mais estranho que pareça, o astato é muito mais resistente que o frâncio. Se você tivesse um milhão de átomos do tipo mais longevo de astato, metade deles desintegraria em quatrocentos minutos. Uma amostra semelhante de frâncio só duraria vinte minutos. O frâncio é tão frágil que praticamente não serve para nada, e embora exista em quantidade suficiente para ser detectado pelos químicos de forma direta, ninguém jamais conseguirá reunir o bastante para compor uma amostra visível. Se alguém chegasse a fazer isso, a amostra seria tão radioativa que mataria todos imediatamente. (O atual recorde de uma reunião passageira de frâncio é de 10 mil átomos.)

Ninguém jamais produzirá uma amostra visível de astato tampouco, mas pelo menos ele serve para alguma coisa – como um radioisótopo de ação rápida na medicina. Aliás, quando os cientistas – liderados por nosso velho amigo Emilio Segrè – identificaram o astato, em 1939, eles injetaram uma amostra em uma cobaia para estudá-la. Por estar abaixo do iodo na tabela periódica, o astato age como o iodo no corpo e por isso foi seletivamente filtrado e concentrado na glândula tireoide do roedor. O astato é até hoje o único elemento cuja descoberta foi confirmada por um não primata.

A estranha reciprocidade entre o astato e o frâncio começa em seus núcleos. Como em todos os núcleos dos átomos, duas forças lutam pelo poder: a força nuclear forte (que é sempre de atração) e a força eletrostática (que pode repelir partículas). Embora seja a mais poderosa das quarto forças fundamentais da natureza, a força nuclear forte tem braços ridiculamente curtos. Pense no Tyrannosaurus rex. Se as partículas se afastarem mais de alguns trilionésimos de centímetro entre si, a força forte se torna impotente. Por essa razão, ela raramente entra em ação fora dos núcleos e dos buracos negros. Porém, dentro de seu alcance, essa força é centenas de vezes mais poderosa que a força eletrostática. Isso é bom, porque mantém os prótons e os nêutrons ligados e não permite que a força eletrostática esfacele seus núcleos.

Em núcleos do tamanho dos do astato e do frâncio, esse alcance limitado reduz a ação da força forte, e o núcleo passa a ter problemas para manter todos os prótons e nêutrons ligados. O frâncio tem 87 prótons, e nenhum deles quer se tocar. Seus 130 e tantos nêutrons amortecem bem as cargas positivas, mas aumentam tanto de volume que a força forte não consegue abranger todo o núcleo para impedir uma guerra civil. Isso torna o frâncio (e o astato, pelas mesmas razões) altamente instável. E faz sentido que o acréscimo de mais prótons aumente a repulsão elétrica, fazendo com que átomos pesados como os do frâncio sejam ainda mais frágeis.

Mas isso só está parcialmente correto. Lembre-se de que Maria Goeppert-Mayer (“Mãe de San Diego Ganha o Prêmio Nobel”) desenvolveu uma teoria sobre elementos “mágicos” de longa vida – átomos muito estáveis com 2, 8, 20, 28 etc. prótons ou nêutrons. Outros números de prótons e nêutrons, como 92, também formam núcleos compactos e razoavelmente estáveis, nos quais a força forte de curto alcance consegue manter seu domínio dos prótons. É por isso que o urânio é mais estável que o astato e o frâncio, apesar de ser mais pesado. À medida que descemos pela tabela periódica, elemento por elemento, a batalha entre a força nuclear forte e a força eletrostática lembra um gráfico da bolsa de ações em queda, com uma tendência geral para baixo na estabilidade, mas com ondulações e flutuações que indicam que às vezes uma força leva vantagem e às vezes, a outra.[1]

Com base nesse padrão recorrente, os cientistas deduziram que os elementos além do urânio se aproximariam, numa curva assimptótica, de um ciclo de vida de 0,0. Mas, enquanto estudavam mais os elementos ultrapesados nos anos 1950 e 1960, algo inesperado aconteceu. Em teoria, os números mágicos se estendem até o infinito, e aconteceu de existir um núcleo quase estável depois do urânio, no elemento 114. E, em vez de ser fracionariamente mais estável, os cientistas da Universidade da Califórnia, em Berkeley (onde mais?), calcularam que o 114 poderia sobreviver ordens de magnitude maiores do que os dez elementos pesados que o precediam. Em vista da desanimadora curta vida dos elementos pesados (microssegundos, na melhor das hipóteses), era uma ideia louca, que desafiava todas as expectativas. Compactar nêutrons e prótons na maioria dos elementos feitos pelo homem é como compactar explosivos, pois estamos acrescentando mais pressão ao núcleo. Mas no elemento 114 a impressão era que a injeção de mais TNT estabilizava a bomba. Igualmente estranho, elementos como o 112 e o 116 pareciam (ao menos no papel) se beneficiar de estarem próximos dos 114 prótons, como num jogo de malha. Só o fato de estar perto daquele número mágico parecia acalmá-los. Os cientistas passaram a chamar esse aglomerado de elementos de ilha de estabilidade.

Um extravagante mapa da fabulosa “ilha de estabilidade”, um aglomerado de elementos superpesados que os cientistas esperam que estenda a tabela periódica para muito além de seus limites atuais. Observe o continente de chumbo estável (Pb) do corpo principal da tabela, a trincheira aquosa dos elementos instáveis e o pequeno pico quase estável de tório e urânio antes do mar aberto. (Yuri Oganessian, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Rússia)

Encantados com a própria metáfora e autocongratulando-se como corajosos exploradores, os cientistas começaram a preparar a conquista da ilha. Falavam em encontrar o elemento “Atlântida”, e alguns, como marinheiros dos velhos tempos, até produziram “mapas” em sépia dos mares nucleicos desconhecidos. (Quase seria de esperar ver monstros marinhos desenhados nos mares.) Já há algumas décadas agora, as tentativas de chegar a esse oásis de elementos superpesados têm sido um dos mais excitantes campos da física. Os cientistas ainda não chegaram ao seu destino (para chegar a elementos verdadeiramente estáveis, elementos duplamente mágicos, será preciso descobrir formas de acrescentar mais nêutrons aos seus alvos), mas já estão nas águas rasas da ilha, remando à procura de um porto.

Claro que uma ilha de estabilidade implica uma região de estabilidade submersa – uma região centrada do frâncio. O elemento 87 está encalhado entre um núcleo mágico do elemento 82 e um núcleo quase estável do 92, e é uma tentação para seus nêutrons e prótons abandonarem o navio e saírem nadando. Na verdade, por conta da frágil base estrutural de seus núcleos, o frâncio não só é o elemento natural menos estável como também o menos estável entre todos os elementos sintéticos até o 104, o desajeitado rutherfórdio. Se houver uma “fossa de instabilidade”, o frâncio estará soltando bolhas no fundo das Marianas.

Mesmo assim, o frâncio é mais abundante que o astato. Por quê? Porque muitos elementos radioativos ao redor do urânio decaem no frâncio ao se desintegrarem. Mas em vez de passar pelo decaimento alfa normal e se converter em astato (com a perda de dois prótons), em 99,9% dos casos o frâncio prefere aliviar a pressão em seu núcleo passando por um decaimento beta e se transformando em rádio. Esse rádio então passa por uma cascata de decaimentos alfa que pulam o astato. Em outras palavras, o caminho de muitos átomos que decaem levam a uma parada temporária no frâncio – daí os 500 a 900 gramas do elemento. Ao mesmo tempo, o frâncio absorve átomos de astato, fazendo com que o elemento continue sendo raro. Enigma resolvido.

Agora que exploramos as fossas, e quanto a essa tal ilha de estabilidade? É duvidoso que os químicos cheguem a sintetizar todos os elementos até chegar aos números mágicos mais altos. Mas talvez consigam sintetizar um elemento estável, o 114, depois o 126, e continuem a partir daí. Alguns cientistas acreditam ainda que o acréscimo de elétrons a átomos mais pesados pode estabilizar seus núcleos – os elétrons podem agir como molas e para-choques para absorver a energia que os átomos normalmente usam para se fragmentar. Se for comprovado, talvez os elementos nas casas 140, 160 e 180 sejam possíveis. A ilha de estabilidade se tornaria uma cadeia de ilhas estáveis separadas, mas talvez, assim como os canoeiros polinésios, os cientistas consigam percorrer grandes distâncias nesse novo arquipélago periódico.

A parte empolgante é que esses novos elementos podem não ser apenas versões mais pesadas dos que já conhecemos e apresentar outras propriedades (lembre-se de como o chumbo surge de uma linhagem do carbono e do silício). De acordo com alguns cálculos, se os elétrons conseguirem domar núcleos superpesados e torná-los mais estáveis, esses núcleos poderão manipular elétrons também – e nesse caso os elétrons poderiam preencher as camadas e orbitais do átomo numa ordem diferente. Elementos cujos endereços na tabela onde deveriam agir como metais pesados normais poderiam preencher seus octetos mais cedo e se comportar como gases nobres metálicos.

Sem querer provocar os deuses pela insolência, os cientistas já têm até nomes para esses hipotéticos elementos. Você pode ter notado que os elementos extrapesados na base da tabela têm três letras em vez de duas e que todos começam com u. Mais uma vez, trata-se da perene influência do grego e do latim. O ainda não descoberto elemento 119, Uue, é o un-un-ennium; o elemento 122, Ubb, é o un-bi-bium[2] e assim por diante. Esses elementos receberão nomes “normais” se chegarem a se concretizar, mas por ora os cientistas podem ignorá-los – e anotar elementos de maior interesse, como o de número mágico 184, o un-oct-equadium – e já ir pensando em seus nomes em latim. (E graças aos deuses por isso. Com a morte iminente do sistema de espécies binomiais na biologia – o sistema que chamou o nosso gato doméstico de Felis catus aos poucos está sendo substituído por “códigos de barra” cromossômicos, o que significa adeus, Homo sapiens, o macaco que pensa; seja bem-vindo, TCATCGGTCATTGG… –, os elementos começados em u são os últimos bastiões do outrora dominante latim na ciência.)[3]

Mas que distância os saltos entre essas ilhas podem alcançar? Será que poderemos ver pequenos vulcões se erguendo na tabela periódica até onde a vista alcança, expandindo-se até o Eee, enn-enn-ennium, o elemento 999, ou até mais além? Não, que pena. Mesmo se os cientistas descobrirem como juntar elementos extrapesados, e ainda que consigam chegar às ilhas de estabilidade mais distantes, as águas que encontrarão serão difíceis de navegar.

A razão disso remete a Albert Einstein e ao maior fracasso de sua carreira. Apesar da sincera convicção da maioria de seus fãs, Einstein não ganhou seu Prêmio Nobel pela teoria da relatividade especial ou geral. Ganhou por ter explicado um estranho fenômeno da mecânica quântica, o efeito fotoelétrico. Sua solução introduziu a primeira prova real de que a mecânica quântica não era apenas um tapa-buraco para justificar experimentos anômalos, mas que na verdade correspondia à realidade. E o fato de Einstein ter chegado a isso é irônico, por duas razões. Uma delas é que, quando ficou mais velho e intransigente, Einstein passou a desconfiar da mecânica quântica. Para ele, sua natureza estatística e profundamente probabilística soava como um jogo, o que o fez protestar: “Deus não joga dados com o universo.” Mas ele estava enganado, e é uma pena que a maioria das pessoas nunca tenha ouvido a resposta de Niels Bohr: “Einstein! Pare de dizer a Deus o que ele deve fazer!”

A segunda razão é que, depois de ter investido sua carreira na tentativa de unificar a mecânica quântica com a relatividade numa “teoria de tudo” coerente e elegante, Einstein não chegou aonde queria. Mas pode ter chegado perto. Às vezes, quando duas teorias se tocam, elas se complementam uma a outra de uma forma brilhante: as correções relativísticas da velocidade dos elétrons ajudam a explicar por que o mercúrio (o elemento que eu estou sempre procurando) é um líquido e não o esperado sólido a temperatura ambiente. E ninguém poderia ter criado o elemento que leva seu nome, o 99, einstênio, sem conhecer essas duas teorias. Mas, acima de tudo, a noção de gravidade de Einstein, a velocidade da luz e a relatividade não combinam bem com a mecânica quântica. Em alguns casos em que as duas teorias entram em contato, como dentro dos buracos negros, todas as lindas equações se desmancham.

Essa ruptura pode estabelecer limites para a tabela periódica. Voltando um pouco à analogia entre elétrons e planetas, assim como Mercúrio circunda o Sol a cada três meses enquanto Netuno leva 165 anos para fazer isso, os elétrons mais internos orbitam o núcleo com muito mais velocidade que os elétrons das camadas mais externas. A velocidade exata depende da proporção entre o número de prótons presentes e alfa, a constante de estrutura fina discutida no capítulo anterior. Como essa proporção se aproxima cada vez mais de 1, os elétrons circulam cada vez mais próximos da velocidade da luz. Mas lembre-se de que alfa (até onde sabemos) está fixado em 1⁄137 ou algo assim. Num átomo com mais de 137 prótons, os elétrons mais interiores teriam de ser mais rápidos do que a velocidade da luz – o que, segundo a teoria da relatividade de Einstein, jamais pode acontecer.

Esse hipotético último elemento, o 137, costuma ser chamado de “feynmanium”, em homenagem a Richard Feynman, o primeiro físico a entender essa difícil situação. Foi ele também quem disse que alfa era “um dos maiores mistérios do universo”, e agora você pode ver por quê. Por isso, quando a irresistível força da mecânica quântica encontrar o objeto imóvel da relatividade, pouco depois do feynmanium, algo vai ter que ceder. E ninguém sabe o que será.

Alguns físicos, daqueles que levam a sério viagens no tempo, acham que a relatividade pode ter uma brecha que permita a existência de partículas especiais (convenientemente inobserváveis) chamadas táquions, que seriam mais rápidas do que os 299.792.458 metros por segundo da luz. O grande lance dos táquions é o de poderem se mover para trás no tempo. Assim, se um dia os superquímicos criarem o feynmanium mais um, o un-tri-octium, será que seus elétrons internos se tornariam viajantes no tempo enquanto o resto do átomo permaneceria imutável? É provável que não. O mais provável é que a velocidade da luz imponha um limite ao tamanho dos átomos, o que obliteraria essas fantasiosas ilhas de estabilidade, da mesma maneira que os testes com a bomba A destruíram os atóis de coral nos anos 1950.

Então quer dizer que a tabela periódica vai acabar logo? Fixa e congelada, um fóssil?

Não, não e não outra vez.

SE UM DIA ALIENÍGENAS pousarem por aqui, não há garantias de que seremos capazes de nos comunicar com eles, e não será por não saberem falar “a língua dos terráqueos”. Talvez eles usem feromônios ou pulsações de luz em vez de sons para se comunicar; também podem ser venenosos para o ambiente, em especial na remotíssima chance de não serem feitos de carbono. Mesmo se penetrarmos a mente deles, nossas preocupações principais – amor, deuses, respeito, família, dinheiro, paz – podem não ter registro. As únicas coisas que podemos jogar na frente deles e ter certeza de que vão entender são números como pi e os da tabela periódica.

Claro que estamos falando das propriedades da tabela periódica, já que a aparência padronizada de castelos e torres da nossa tabela é apenas um dos possíveis arranjos dos elementos. Embora a tabela atual esteja registrada em todos os livros de química, nossos avós cresceram com uma tabela bem diferente, com apenas oito colunas de largura até embaixo. Parecia mais um calendário, com as filas dos metais de transição triangulados em caixas sem paridade, como os meses em que os dias 30 e 31 ficam mal-ajambrados na folhinha. Para aumentar ainda mais a dubiedade, algumas pessoas enfiavam os lantanídeos no corpo principal da tabela, criando um aglomerado confuso.

Ninguém pensou em dar aos metais de transição um pouco mais de espaço até Glenn Seaborg e seus colegas da Universidade da Califórnia, em Berkeley (é, isso mesmo), revisarem toda a tabela periódica entre o final dos anos 1930 e o início dos anos 1960. Não foi só uma questão de acrescentar elementos. Eles perceberam que elementos como o actínio não se encaixavam no esquema em que haviam sido criados. Mais uma vez, é estranho dizer isso, mas os químicos não levavam a tabela periódica muito a sério. Achavam que os lantanídeos e suas exasperantes composições químicas eram exceções às regras normais da tabela periódica – que nenhum elemento abaixo dos lantanídeos esconderia elétrons e se desgarraria da composição química dos metais de transição. Mas a composição química dos lantanídeos se repete. Precisa se repetir: é o imperativo categórico da química, a propriedade dos elementos que os alienígenas reconheceriam, da mesma forma que Seaborg reconheceu que os elementos divergem em algo novo e estranho logo depois do actínio, o elemento 89.

O actínio foi o elemento-chave no formato da tabela periódica moderna, depois que Seaborg e seus colegas decidiram separar os elementos pesados conhecidos na época – agora chamados de actinídeos, em referência ao primogênito – e isolar todos na base da tabela. Enquanto transladavam esses elementos, eles resolveram dar mais espaço aos metais de transição e, em vez de atulhar todos eles em triângulos, acrescentaram dez colunas à tabela. O modelo fez tanto sentido que muitos copiaram Seaborg. Levou algum tempo para os conservadores, que preferiam a antiga tabela, saírem de cena, mas nos anos 1970 o calendário periódico finalmente se transformou no castelo periódico, o baluarte da química moderna.

Mas quem disse que esse é o formato ideal? O formato em colunas tem prevalecido desde os tempos de Mendeleiev, mas o próprio Mendeleiev desenhou trinta tabelas periódicas diferentes, e nos anos 1970 os cientistas já tinham chegado a mais de setecentas variações. Alguns químicos gostam de tirar a torre de um dos lados e encaixar no outro, de forma que a tabela periódica pareça uma escadaria desajeitada. Outros fuçam com o hidrogênio e o hélio, jogando-os em diferentes colunas para ressaltar que esses dois elementos não octetos costumam se envolver em estranhas situações químicas.

Na verdade, quando se começa a brincar com o formato da tabela periódica, não há razão para se limitar a formas retilíneas.[4] Uma inteligente versão moderna da tabela periódica parece uma colmeia, com cada hexágono espiralando para cima em braços cada vez mais largos a partir do hidrogênio até o centro. Astrônomos e astrofísicos podem gostar mais da versão com um “sol” de hidrogênio no centro da tabela e os outros elementos orbitando como planetas e suas luas. Os biólogos preferiram uma tabela periódica formada por hélices, como o nosso DNA, e alguns geeks elaboraram tabelas periódicas em que as linhas e as colunas se dobram sobre si mesmas e se distribuem pelo papel como um jogo de tabuleiro. Alguém detém uma patente nos Estados Unidos (nº 6.361.324) de um cubo mágico piramidal cujas faces móveis representam os elementos.

Pessoas com inclinação para a música ilustraram os elementos em pautas musicais, e o nosso velho amigo William Crookes, o pesquisador espiritualista, criou duas graciosas tabelas periódicas – uma que parecia um alaúde e outra que parecia um pretzel. Minhas tabelas periódicas favoritas são duas: uma em forma de pirâmide que vai se alargando a cada linha, demonstrando graficamente onde surgem os novos orbitais e quantos elementos se encaixam no sistema como um todo; e outra toda recortada que se dobra ao meio, que não consegui entender muito bem mas da qual gosto muito, porque parece uma fita de Moebius.

Não precisamos mais limitar as tabelas periódicas a duas dimensões. Os antiprótons de carga negativa que Segrè descobriu em 1955 se pareiam harmoniosamente com antielétrons (ou seja, pósitrons) para formar átomos de anti-hidrogênio. Em teoria, para cada elemento, pode existir um antielemento numa tabela antiperiódica. Além dessa versão espelhada da tabela periódica normal, os químicos estão explorando novas formas da matéria que poderão multiplicar o número de “elementos” conhecidos em centenas ou até milhares.

Os primeiros são os superátomos. Esses aglomerados – entre oito e cem átomos de um elemento – têm a misteriosa capacidade de imitar átomos individuais de diferentes elementos. Por exemplo, treze átomos de alumínio agrupados de certa forma resultam em um bromo matador: as duas entidades são indistinguíveis em termos de reações químicas. Isso acontece apesar de o aglomerado ser treze vezes maior que um único átomo de bromo e de o alumínio não ter nada a ver com o elemento matéria-prima do venenoso gás lacrimogêneo. Outras combinações de alumínio podem imitar gases nobres, semicondutores, materiais ósseos como o cálcio ou elementos de quase qualquer outra região da tabela periódica.

Os aglomerados funcionam assim. Os átomos se organizam num poliedro de três dimensões, onde cada átomo imita um próton ou um nêutron em um núcleo coletivo. O interessante é que os elétrons podem fluir dentro dessa bolha nucleica complacente com os átomos partilhando os elétrons coletivamente. Os cientistas chamam esse estado da matéria de “jellium”. Dependendo do formato do poliedro e do número de vértices ou lados, o jellium terá mais ou menos elétrons para semear para reagir com outros átomos. Se tiver sete elétrons, vai agir como o bromo ou um halógeno. Se tiver quatro, vai se comportar como o silício ou um semicondutor. Átomos de sódio também podem se transformar em jellium e imitar outros elementos. E não há razão para pensar que outros elementos não possam imitar outros elementos, ou até mesmo que todos os elementos possam imitar todos os outros elementos – uma confusão digna de Borges. Essas descobertas estão obrigando os cientistas a elaborar tabelas periódicas paralelas para classificar todas essas novas espécies, tabelas que, como transparências de um livro de anatomia, precisam ser arranjadas em camadas sobre o esqueleto periódico.

Por mais estranho que seja o jellium, pelo menos os aglomerados se parecem com átomos normais. O mesmo não acontece com a segunda maneira de acrescentar profundidade à tabela periódica. Um ponto quântico é uma espécie de holografia, um átomo virtual que continua obedecendo as regras da mecânica quântica. Diversos elementos podem formar pontos quânticos, mas um dos melhores é o índio, um metal prateado parente do alumínio que mora bem na fronteira entre os metais e os semicondutores.

Os cientistas começaram a construção de um ponto quântico a partir da produção de uma pequena Torre do Diabo quase invisível a olho nu. Assim como um estrato geológico, a torre é composta por camadas – a partir da base, por um semicondutor, uma fina camada de isolante (uma cerâmica), o índio, uma camada mais grossa de cerâmica e uma tampa de metal por cima. Uma carga positiva é aplicada à tampa de metal, que atrai elétrons. Eles correm para cima até chegarem ao isolante, que não conseguem atravessar. Mas, se o isolante for bem fino, um elétron – que em seu nível fundamental é uma onda – pode fazer um truque mágico de mecânica quântica e passar por um “túnel” através do índio.

Nesse estágio os cientistas desligam a voltagem e capturam o elétron órfão. O índio é bom em deixar elétrons fluírem ao redor e entre os átomos, mas não tão bom a ponto fazer um elétron desaparecer da sua cela. O elétron fica pairando, móvel porém discreto, e se a camada de índio for bem delgada e estreita, milhares de átomos de índio se reúnem e se comportam como um átomo coletivo, com todos partilhando o elétron aprisionado. É um superorganismo. Se pusermos dois ou mais elétrons no ponto quântico, eles terão spins opostos dentro de índio e vão se dividir em orbitais e camadas muito desproporcionais. É difícil enfatizar o quanto isso é estranho, é como fazer os átomos gigantes de Bose-Einstein se condensarem, mas sem a complicação de esfriar coisas a bilionésimos de graus acima do zero absoluto. E não se trata de um exercício à toa: esses pontos apresentam um enorme potencial para a próxima geração de “computadores quânticos”, pois os cientistas conseguem controlar, e, portanto, fazer cálculos, com elétrons individuais, um procedimento muito mais limpo e veloz do que canalizar bilhões de elétrons pelos semicondutores nos circuitos integrados de cinquenta anos de idade de Jack Kilby.

A tabela periódica também não será mais a mesma depois dos pontos quânticos. Nesses pontos, também chamados de panqueca de átomos por serem tão planos, as camadas dos elétrons são diferentes do habitual. Aliás, as atuais tabelas periódicas em forma de panquecas já são bem diferentes da tabela periódica que conhecemos. É mais estreita, por exemplo, pois a regra do octeto não se mantém. Os elétrons preenchem as camadas mais rapidamente, e os gases nobres não reativos são separados em menos elementos. Isso não impede outros pontos quânticos, mais reativos, de partilharem elétrons e se ligarem com outros pontos quânticos próximos para formar… bem, sabe-se lá o quê. Ao contrário dos superátomos, não existem elementos no mundo real que forneçam analogias precisas para os “elementos” de um ponto quântico.

No final das contas, existem poucas dúvidas de que a tabela de linhas e torres de Seaborg, com os lantanídeos e os actinídios alinhados como um fosso ao longo da base, continue presente nas aulas de química pelas próximas gerações. É um bom arranjo, fácil de desenhar e fácil de aprender. Mas é uma pena que mais editores de livros não equilibrem a tabela de Seaborg, que aparece no verso da capa de qualquer livro sobre química, com algumas propostas mais sugestivas no verso da contracapa: representações em três dimensões que saltam e caem da página e aproximam elementos muito distantes uns dos outros, despertando nossa imaginação ao vê-los lado a lado. Gostaria muito de poder doar mil dólares para alguma entidade não lucrativa para estimular pesquisas com novas tabelas periódicas baseadas em quaisquer outros princípios de organização que pudéssemos imaginar. A tabela periódica atual foi muito útil até agora, mas sua revisão e recriação podem ser importantes para a humanidade (ou ao menos para alguns de nós). Ademais, se alienígenas algum dia descerem aqui, eu gostaria que se sentissem impressionados com a nossa engenhosidade. E talvez, apenas talvez, que vissem alguma forma que pudessem reconhecer na nossa coleção.

De todo modo, talvez o nosso bom e velho arranjo em linhas e torres, com sua clareza e simplicidade, chame a atenção deles. E talvez, apesar de terem uma organização alternativa para os elementos e de tudo que souberem sobre superátomos e pontos quânticos, eles vejam algo novo na nossa tabela. Talvez, se explicarmos como ler a tabela em todos os seus diferentes níveis, eles soltem um assobio (ou o que seja equivalente) de admiração – surpresos diante de tudo o que nós humanos conseguimos empacotar na nossa tabela periódica dos elementos.

Notas e errata

Introdução (p.7 a 12)

1. Outro tópico que aprendi com o mercúrio diz respeito à meteorologia. O toque de sino fúnebre da morte da alquimia soou um dia depois do Natal de 1759, quando dois cientistas russos que tentavam ver quão fria poderia ser uma mistura de neve e ácido por acaso congelaram o mercúrio no termômetro que usavam. Foi o primeiro caso registrado de mercúrio sólido, e com essa prova o fluido imortal dos alquimistas foi banido para os domínios da matéria normal.

Ultimamente, o mercúrio tem sido politizado também, quando ativistas americanos organizaram uma campanha violenta contra os perigos (completamente infundados) do mercúrio em vacinas.

1. Geografia como destino (p.15 a 34)

1. Dois cientistas observaram a primeira evidência de hélio (uma linha espectral desconhecida, na região do amarelo) durante um eclipse em 1868 – por isso o nome do elemento, helios, o termo grego para “sol”. O elemento só foi isolado na terra em 1895, com uma cuidadosa separação do hélio presente nas rochas. (Para mais informações a respeito, ver capítulo 17.) Durante oito anos, considerou-se que o hélio só existia em pequenas quantidades na terra, até que mineiros descobriram uma enorme quantidade no Kansas, em 1903. Eles tentaram acender o gás que saía por uma abertura do solo, mas não conseguiram.

2. Para reiterar a questão de os átomos serem basicamente espaço vazio, Allan Blackman, cientista da Universidade de Otago, na Nova Zelândia, escreveu no Otago Daily Times de 28 de janeiro de 2008: “Considerem o elemento mais denso conhecido, o irídio; uma amostra do tamanho de uma bola de tênis pesaria pouco mais de três quilos … Vamos supor que pudéssemos de alguma forma concentrar ao máximo possível os núcleos do irídio, eliminando assim a maior parte do espaço vazio … Uma amostra do tamanho de uma bola de tênis desse material compactado pesaria agora incríveis 7 trilhões de toneladas.”

Acrescentando uma nota de rodapé a esta nota de rodapé, ninguém sabe ao certo se o irídio é mesmo o elemento mais denso. Sua densidade é tão próxima à do ósmio que os cientistas não conseguem distinguir entre as duas, e nas últimas décadas eles já trocaram de lugar algumas vezes como reis do pedaço. Atualmente, o ósmio está ganhando.

3. Para mais detalhes sobre Lewis e Nernst (e de muitos outros personagens, como Linus Pauling e Fritz Haber), recomendo a leitura de Cathedrals of Science: The Personalities and Rivaltries That Made Modern Chemistry, de Patrick Coffey. É um relato baseado em personalidades da era mais importante da química moderna, mais ou menos entre 1890 e 1930.

4. Outros fatos sobre o antimônio:

1. Muito do que sabemos sobre a alquimia e o antimônio vem de um livro de 1604, The Triumphal Chariot of Antimony, escrito por Johann Thölde. Para dar mais publicidade ao livro, Thölde afirmou que havia apenas o traduzido a partir de um texto de 1450 escrito por um monge, Basilius Valentinus. Temendo ser perseguido por suas convicções, Valentinus teria escondido o texto em um pilar em seu mosteiro. E continuou escondido até um “relâmpago miraculoso” ter rachado o pilar do templo de Thölde e permitido que ele encontrasse o manuscrito.

2. Embora muitos definissem o antimônio como um hermafrodita, outros insistiam em que era a essência da feminilidade – tanto que uma das versões do símbolo alquímico do antimônio, , ficou associada ao símbolo geral para o gênero “feminino”.

3. No inverno de 1930, na China, uma pobre província resolveu fazer o máximo com o que tinha e produzir moedas de antimônio, o único recurso do local. Mas o antimônio é mole, desgasta fácil e é levemente tóxico. Tudo isso resultou em moedas sofríveis, e o governo logo as retirou de circulação. Embora valessem frações de centavos na época, hoje essas moedas alcançam milhares de dólares entre colecionadores.

2. Quase gêmeos e as ovelhas negras (p.35 a 48)

1. Uma definição mais simples mas menos divertida de honorificabilitudinitatibus é “com honorabilidade”. O anagrama de Bacon para a palavra é “Hi ludi, F. Baconis nati, tuiti orbi”, que se traduz como “Essas peças, nascidas de F[rancis] Bacon, estão preservadas para o mundo”.

2. Existe certa confusão sobre a palavra mais longa publicada no Chemical Abstracts. Muita gente menciona a proteína do vírus mosaico do tabaco, C_785H_1120N_212O_248S_2, mas muitas outras preferem a proteína α-sintetase do triptofano, uma parente da substância que as pessoas (erroneamente) supõem que as torna sonolentas quando comem peru (uma lenda urbana). A proteína, C_1289H_2051N_343O_375S_8, tem 1.913 letras, 60% mais do que a proteína do vírus mosaico, e diversas fontes – como algumas edições do Livro Guinness dos Recordes, o Urban Dictionary (www.urbandictionary.com) e o Mrs. Byrne’s Dictionary of Unusual, Obscure, and Preposterous Words – registram a α-sintetase como a campeã. Mas depois de passar horas sob a luz difusa entre pilhas da Biblioteca do Congresso eu não consegui localizar a molécula no Chemical Abstracts. Parece que não consta soletrada em sua forma completa. Para ter certeza, fui atrás do artigo acadêmico que anunciou a decodificação da proteína (que estava separado da relação do Chemical Abstracts), e lá os autores preferiram a abreviação da sequência de aminoácido. Então, até onde posso dizer, seu nome completo jamais apareceu impresso, o que talvez explique por que o Guinness depois revogou seu posto de palavra mais longa.

Mas consegui seguir a pista das menções ao vírus mosaico, que é soletrado duas vezes – primeiro na página 967F de um volume amarronzado chamado Chemical Abstracts Formula Index, Jan.-June 1964, depois na página 6717F de Chemical Abstracts 7th Coll. Formulas, C_23H_32-Z, 56-65, 1962-1966. Ambos são compêndios que coletam dados de todos os artigos acadêmicos sobre química publicados entre as datas em suas capas. Isso significa, ao contrário de outras referências à palavra mais longa do mundo (em especial na internet), que a lista com o vírus mosaico só apareceu quando esses dois tomos foram publicados, em 1964 e 1966, não em 1972.

E tem mais: o artigo sobre a α-sintetase do triptofano saiu em 1964, e há outras moléculas relacionadas no compêndio Chemical Abstracts de 1962-1966 com mais Cs, Hs, Ns, Os e Ss do que o vírus mosaico do tabaco. Então por que não estão soletrados? Porque esses artigos apareceram depois de 1965, o ano em que a Chemical Abstracts Service, a empresa de Ohio que coleta todos esses dados, revisou seu sistema de nomear novos compostos e começou a desestimular nomes muito exagerados. Mas então por que eles se deram ao trabalho de soletrar a proteína do vírus mosaico do tabaco em um compêndio de 1966? Ele poderia ter sido reduzido, mas se manteve inteiro. Para complicar ainda mais, o artigo original de 1964 sobre o vírus mosaico do tabaco estava em alemão. Mas a Chemical Abstracts é uma publicação em língua inglesa que segue a bela tradição de trabalho de referência de Samuel Johnson e do Oxford English Dictionary, e publicou o nome não para se mostrar, mas para propagar conhecimento, e por isso deve ser levado em conta.

Ufa.

A propósito, sou muito grato a Eric Shively, Crystal Poole Bradley e em especial a Jim Corning da Chemical Abstract Service por me ajudarem a descobrir tudo isso. Eles não precisavam responder as minhas perguntas confusas (“Oi. Estou tentando encontrar a palavra mais longa em inglês, e não sei bem qual é…”), mas fizeram isso.

Por acaso, além de ser o primeiro vírus a ser descoberto, o vírus mosaico do tabaco foi o primeiro a ter sua forma e estrutura analisadas de forma rigorosa. Um dos melhores trabalhos nessa área foi realizado por Rosalind Franklin, a perita em cristalografia que generosamente, ainda que um tanto ingenuamente, partilhou seus dados com Watson e Crick (ver capítulo 8). Ah, e o “α” em “α-sintetase do triptofano” remete ao trabalho de Linus Pauling sobre como as proteínas sabem como se dobrar da forma apropriada (ver capítulo 8 mais uma vez).

3. Algumas almas muito pacientes postaram a sequência inteira da proteína titina online. A situação é a seguinte: ocupa 47 páginas de um documento de Word, em espaço simples, fonte Times New Roman, corpo 12. Contém mais de 34 mil aminoácidos e existem 43.781 ocorrências de l; 30.710 de y; 27.120 de yl; e apenas 9.229 de e.

4. De uma reportagem da Frontline intitulada “Breast Implants on Trial”: “O conteúdo de silício dos organismos vivos decresce com o aumento de sua complexidade. A proporção entre silício e carbono é de 250:1 na crosta terrestre, 15:1 no húmus do solo [solo com matéria orgânica], 1:1 no plâncton, 1:100 nas samambaias e 1:5.000 nos mamíferos.”

5. A citação de que Bardeen e Brattain eram um organismo em conjunto foi extraída do documentário Transistorized!, da PBS.

6. O “banco de esperma de gênios” de Shockley, com base na Califórnia, foi chamado oficialmente de Repositório para Escolha Germinal. Shockley foi o único ganhador do Prêmio Nobel a admitir publicamente ter feito uma doação, embora o fundador do banco de esperma, Robert K. Graham, afirmasse que muitos outros também fizeram o mesmo.

7. Para mais informações sobre Kilby e a tirania dos números, ver o maravilhoso livro The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution, de T.R. Reid.

Estranhamente, um DJ usando a alcunha de “Jack Kilby” lançou um EP, em 2006, chamado Microchip, com a foto de um Kilby muito velho na capa. O disco contém as músicas “Neutromium”, “Byte My Scarf”, “Integrated Circuit” e “Transistor”.

3. As ilhas Galápagos da tabela periódica (p.49 a 63)

1. Pode parecer incrível para nós hoje em dia que Mendeleiev tenha se recusado a acreditar em átomos, mas não era uma visão incomum entre os cientistas da época. Eles se recusavam a acreditar em qualquer coisa que não conseguissem ver com os próprios olhos, e tratavam os átomos como abstrações – uma maneira cômoda de avaliação, talvez, mas sem dúvida fictícia.

2. A melhor descrição dos seis cientistas competindo para criar a primeira organização sistemática dos elementos pode ser encontrada em The Periodic Table, de Eric Scerri. Três outras pessoas também recebem créditos pela coinvenção, ou pelo menos por terem contribuído com o sistema periódico.

Alexandre-Emile Bégyyer de Chancourtois, segundo Scerri, descobriu “o passo específico mais importante” para o desenvolvimento da tabela periódica – “que as propriedades dos elementos são uma função periódica de seus pesos atômicos, bem uns sete anos antes de Mendeleiev ter chegado à mesma conclusão”.

O geólogo De Chancourtois desenhou seu sistema periódico em um cilindro espiral como as ranhuras de um parafuso. A possibilidade de ganhar créditos pela tabela foi riscada do mapa quando um editor não conseguiu imaginar uma forma de reproduzir o importante diagrama mostrando todos os elementos. No fim o editor se exasperou e imprimiu o texto sem a figura. Imagine o que é entender a tabela periódica sem poder visualizá-la! Ainda assim, o papel de De Chancourtois como fundador do sistema periódico foi defendido por seu conterrâneo francês Lecoq de Boisbaudran, talvez em parte para pegar no pé de Mendeleiev.

William Odling, um destacado químico inglês, parece ter sido vítima da má sorte. Ele descobriu muitas coisas certas sobre a tabela periódica, mas foi virtualmente esquecido. Talvez por conta de seus muitos outros interesses químicos e administrativos, ele tenha acabado ofuscado por Mendeleiev, que era obcecado pela tabela. Uma coisa que Odling entendeu errado foi o comprimento dos períodos dos elementos (o número de elementos que precisam aparecer antes do reaparecimento dos traços principais). Odling supôs que todos os períodos tinham o comprimento de oito, mas isso só é verdade para o topo da tabela. Por causa das camadas D, as linhas três e quatro requerem um período de 18 elementos. Por causa das camadas F, as filas cinco e seis requerem 32.

Gustavus Hinrichs foi o único norte-americano na lista de codescobridores (embora não tenha nascido nos Estados Unidos) e o único definido como excêntrico e um gênio independente à frente da sua época. Hinrichs publicou mais de 3 mil artigos científicos em quatro línguas e foi pioneiro no estudo e na classificação dos elementos a partir das emissões de luz descobertas por Bunsen. Também brincava com numerologia e desenvolveu uma tabela periódica com braços em espiral que situava muitos elementos difíceis em agrupamentos corretos. Como resume Scerri: “O trabalho de Hinrichs é tão idiossincrático e labiríntico que será necessário um estudo mais completo antes de qualquer um conseguir se aventurar para avaliar seu valor verdadeiro.”

3. Se você estiver morrendo de vontade de conferir a piada com o gálio, pode ver uma colher de gálio derretendo até desaparecer no YouTube. Oliver Sacks também fala sobre essa brincadeira em Tio Tungstênio, suas memórias de infância.

4. Para algumas descrições da história e da geologia de Ytterby e os detalhes da cidade hoje em dia, consultei Jim Marshall, químico e historiador da Universidade do Norte do Texas, que foi muito generoso com seu tempo e sua ajuda. Ele também me mandou lindas imagens. Atualmente, Jim está numa missão de revisitar os locais onde todos os elementos foram descobertos, e foi por isso que viajou até Ytterby (uma escolha fácil). Boa sorte, Jim!

4. De onde vêm os átomos (p.67 a 81)

1. Um dos homens que ajudaram a compreender os ciclos de fusão nas estrelas, Hans Bethe, recebeu um prêmio de 500 dólares, que ele usou para subornar funcionários nazistas para retirar a mãe da Alemanha e, estranhamente, também a mobília dela.

2. Um factoide engraçado: os astrônomos identificaram uma estranha classe de estrelas que produzem promécio por um processo desconhecido. A mais famosa chama-se estrela de Przybylski. A coisa mais estranha é que, ao contrário da maioria dos eventos estelares no interior das estrelas, o promécio precisa ser criado na superfície da estrela. Isso porque, por ser radioativo demais, o promécio tem vida muito curta para sobreviver ao rastejamento lento de milhões de anos desde o centro rico em fusões até as camadas mais externas da estrela.

3. As duas portentosas observações de Shakespeare que abrem o artigo B^2FH são as seguintes:

It is the stars, / The stars above us, govern our conditions

[São os astros, / Os astros lá de cima, que governam nossas condições]

Rei Lear, Ato IV, Cena 3

The fault, dear Brutus, is not in our stars, / But in ourselves

[A culpa, caro Bruto, não é dos astros, / Mas de nós mesmos]

Júlio César, Ato I, Cena 2

4. Em termos técnicos, as estrelas não produzem ferro diretamente. Primeiro elas formam níquel, o elemento 28, fundindo dois átomos de silício, elemento 14. Mas esse níquel é instável, e a maior parte decai em ferro em alguns meses.

5. Júpiter poderia dar início à fusão com deutério – o hidrogênio “pesado”, com um próton e um nêutron – se tivesse 13 vezes mais massa que a atual. Dada a raridade do deutério (uma em cada 6.500 moléculas de hidrogênio), seria uma estrela bem fraquinha, mas seria uma estrela. Para iniciar a fusão de hidrogênio normal, Júpiter precisaria ter 72 vezes a massa atual.

6. E para não ficar para trás do estranho clima de Júpiter e Mercúrio, às vezes Marte passa por uma “neve” de peróxido de hidrogênio.

7. Os siderófilos ósmio e rênio também ajudaram cientistas a reconstruir como a Lua se formou a partir de um impacto cataclísmico entre a Terra e um cometa ou um asteroide. A Lua se condensou a partir dos escombros espalhados.

8. A deusa Nêmesis puniu a insolência. Garantiu que nenhuma criatura terrestre poderia jamais se sentir orgulhosa ao abater quem ameaçava ficar mais poderoso do que os deuses. A analogia com a estrela companheira do Sol era de que Nêmesis aniquilaria as criaturas terrestres (digamos, os dinossauros) se elas evoluíssem em direção à verdadeira inteligência.

9. Ironicamente, o movimento geral do Sol visto de longe se assemelha a epiciclos, com círculos dentro de círculos, com os quais os antigos astrônomos tentavam explicar seu cosmo antes de Copérnico e com a Terra no centro (só que a Terra não pode mais ser chamada de centro, de jeito nenhum). Como Miescher e as proteínas, este é um exemplo da natureza cíclica de todas as ideias, até mesmo na ciência.

5. Elementos em tempos de guerra (p.82 a 97)

1. Para mais detalhes sobre a história da guerra química, em especial a experiência das tropas norte-americanas, ver “Chemical Warfare in World War I: The American Experience, 1917-1918”, do major Charles E. Heller, parte do Leavensworth Papers publicado pelo Combat Studies Institute, U.S. Army Command and General Staff College, Fort Leavenworth, Kansas, http://www-cgsc.army.mil/carl/resources/csi/ Heller/HELLER.asp.

2. Entre as muitas outras coisas que podemos atribuir à amônia de Fritz Haber: Charles Townes construiu o primeiro maser funcional, o precursor do laser, usando amônia como agente estimulante.

6. Completando a tabela… com um estrondo (p.98 a 113)

1. Urbain não foi o único a quem Moseley constrangeu. O aparato de Moseley também desmantelou a afirmação de Masataka Ogawa de ter descoberto o nipônio, elemento 43 (ver capítulo 8).

2. Para relatos das ordens disparatadas e das batalhas que levaram à morte de Moseley, ver The Making of the Atomic Bomb, de Richard Rhodes. Aliás, você deveria ler a coisa toda, pois é o melhor relato da história da ciência no século XX já escrito.

3. O artigo da revista Time que menciona a descoberta do elemento 61 inclui também o boato sobre a questão de como chamar o elemento: “Um gaiato na convenção sugeriu [dar o nome de] ‘grovesium’, em homenagem ao major-general falastrão Leslie R. Groves, chefe militar do projeto da bomba atômica. Seu símbolo químico: Grr.”

4. Além do modelo engolidor de elétrons do Pac-Man, os cientistas da época também desenvolveram o modelo “pudim de ameixas”, no qual os elétrons eram embutidos como passas em um “pudim” de carga positiva (Rutherford revogou esse modelo ao demonstrar que existia um núcleo compacto). Depois da descoberta da fissão, os cientistas descobriram o modelo da gota líquida, no qual o grande núcleo se partia como uma gota d’água caindo numa superfície e dividindo-se em duas. O trabalho de Lise Meitner foi crucial para o desenvolvimento do modelo da gota líquida.

5. As citações de George Dyson podem ser encontradas em seu livro Project Orion: The True Story of the Atomic Spaceship.

6. A citação sobre o método Monte Carlo aparece em Image and Logic, de Peter Louis Galison.

7. Ampliando a tabela, expandindo a Guerra Fria (p.114 a 129)

1. O item apareceu na edição da New Yorker do dia 8 de abril de 1950 e foi escrito por E.J. Kahn Jr.

2. Para mais detalhes sobre os experimentos que levaram aos elementos 94 a 110 e para informações pessoais sobre o próprio personagem, ver as autobiografias de Glenn Seaborg, em especial Adventures in the Atomic Age (coescrito com seu filho Eric). O livro é interessante porque Seaborg estava no centro de muita ciência importante e teve papel de destaque na política durante décadas. Porém, honestamente, o cauteloso estilo literário de Seaborg torna o livro um pouco brando demais em alguns pontos.

3. A informação sobre a falta de árvores nos arredores de Norilsk foi extraída da Time.com, que, em 2007, definiu Norilsk como uma das dez cidades mais poluídas do mundo. Ver http://www.time.com/time/specials/2007/article/ 0,28804,1661031_1661028_1661022,00.html.

4. Embora cubra um pouco do mesmo material deste livro, o artigo que escrevi para a Slate.com em junho de 2009 (“Periodic Discussions”, http://www.slate.com/ id/2220300/) examina em detalhes por que foram necessários treze anos para promover o copernício de elemento provisório a membro pleno da tabela periódica.

8. Da física à biologia (p.133 a 147)

1. Além de Segrè, Shockley e Pauling, os outros cientistas na capa da Time eram George Beadle, Charles Draper, John Enders, Donald Glaser, Joshua Lederberg, Willard Libby, Edward Purcell, Isidor Rabi, Edward Teller, Charles Townes, James Van Allen e Robert Woodward.

O artigo “Homens do Ano” da Time continha as seguintes palavras de Shockley sobre raça. Sua intenção era fazer um elogio, claro, mas a visão de Bunche tinha de ter soado estranha mesmo na época, e vista retrospectivamente é arrepiante: “William Shockley, 50, é de uma rara estirpe de cientistas, um teórico que não se desculpa por seu grande interesse nas aplicações práticas de seu trabalho. ‘Perguntar o quanto de um trabalho de pesquisa é puro e quanto é aplicado’, diz Shockley, ‘é como perguntar o quanto de sangue negro e o quanto de sangue branco Ralph Bunche poderia ter. O importante é que Ralph Bunche é um grande homem.’”

O artigo mostra ainda que a lenda de Shockley ter sido o principal inventor do transistor já estava bem estabelecida: “Contratado pela Bell Telephone Laboratories logo depois de se formar no M.I.T., em 1936, o físico teórico Shockley foi um em uma equipe que encontrou utilidade para o que até então havia sido um truque de salão: o uso do silício e do germânio como dispositivo fotoelétrico. Ao lado de seus parceiros, Shockley ganhou um Prêmio Nobel por ter colocado pedaços de germânio nos primeiros transistores, os educados cristaizinhos que estão rapidamente substituindo as válvulas a vácuo na crescente indústria eletrônica do país.”

2. Acima de tudo, Ida Noddack tinha pontos fracos como química. Ela ajudou a encontrar o elemento 75, mas o trabalho de seu grupo com o elemento 43 estava cheio de erros. Ela previu a fissão nuclear anos antes de qualquer um, mas na mesma época começou a argumentar que a tabela periódica era uma relíquia inútil, pois a multiplicação de novos isótopos a estava tornando imanejável. Não está clara a razão de Noddack acreditar que cada isótopo era o seu próprio elemento, mas ela acreditava, e tentou convencer outros a abandonar o sistema periódico.

3. A observação de Segrè sobre Noddack e a fissão está em sua biografia Enrico Fermi: Physicist.

4. Pauling (com os colegas Harvey Itano, S. Jonathan Singer e Ibert Wells) determinou que a hemoglobina disforme provoca anemia falciforme passando células defeituosas por um gel em um campo elétrico. Células com hemoglobina saudável percorriam o campo elétrico numa direção, enquanto as células com anemia falciforme percorriam-no na direção oposta. Isso significa que os dois tipos de moléculas têm cargas elétricas opostas, uma diferença que só pode surgir num nível molecular, átomo por átomo.

Por mais estranho que pareça, depois disso Francis Crick citou o artigo em que Pauling expôs sua teoria sobre a base molecular da anemia falciforme como uma grande influência em seu trabalho, pois era exatamente o tipo de biologia molecular essencial que o interessava.

5. É curioso que os biólogos estejam voltando lentamente à sua visão dos dias de Miescher, em que as proteínas são o começo e o fim da biologia genética. Os genes vêm ocupando os cientistas há décadas, e não querem ir embora. Mas os cientistas estão percebendo que os genes não podem responder pela incrível complexidade dos seres vivos e de tudo o mais que acontece. A genômica já foi um trabalho fundamental e importante, mas é na proteônica que está o dinheiro.

6. A rigor, os experimentos de 1952, com vírus, enxofre e fósforo, conduzidos por Alfred Hershey e Martha Chase, não foram os primeiros a provar que o DNA é portador de informação genética. Essa honra cabe ao trabalho com bactérias realizado por Oswald Avery, publicado em 1944. Embora Avery tenha destacado o verdadeiro papel do DNA, seu trabalho não teve muito crédito no início. As pessoas estavam começando a aceitá-lo em 1952, mas só depois dos experimentos de Hershey-Chase é que cientistas como Linus Pauling realmente se envolveram no trabalho com DNA.

Em geral, Avery é citado – junto com Rosalind Franklin, que sem querer disse a Watson e a Crick que o DNA era uma dupla hélice – como um dos exemplos de pessoas injustiçadas pelo Prêmio Nobel. Não é bem assim. Os dois cientistas nunca ganharam, mas ambos já estavam mortos em 1958, e ninguém recebeu um Prêmio Nobel pelo DNA até 1962. Se ainda estivessem vivos, pelo menos um deles poderia ter partilhado o espólio.

7. Para documentos importantes relacionados a Pauling e sua competição com Watson e Crick, ver o maravilhoso site montado pela Universidade do Estado do Oregon, que arquivou e postou centenas de cartas e documentos pessoais de Pauling e também produziu um documento histórico chamado “Linus Pauling and the Race for DNA” em http://osulibrary.oregonstate.edu/specialcollections/coll/pauling/dna/index.html.

8. Depois do fiasco com o DNA, Ava Pauling, esposa de Linus, deu uma famosa bronca no marido. Imaginando que iria decifrar o DNA, Pauling não se esforçou muito com seus cálculos no começo, e Ava apontou isso a ele: “Se [o DNA] era um problema tão importante, por que você não trabalhou mais nele?” Apesar de tudo, Linus amava muito a esposa, e talvez uma das razões por ter ficado na Cal Tech por tanto tempo e nunca ter se transferido para Berkeley, embora esta última fosse uma escola muito melhor na época, foi porque um dos mais proeminentes membros da faculdade de Berkeley, Robert Oppenheimer, que depois chefiou o Projeto Manhattan, tinha tentado seduzir Ava, o que deixou Linus furioso.

9. Como um último soco no estômago, até mesmo o Prêmio Nobel de Segrè acabou manchado por acusações (possivelmente infundadas) de ter roubado as ideias ao projetar seus experimentos para descobrir o antipróton. Segrè e seu colega Owen Chamberlain reconheceram ter trabalhado com o combativo físico Oreste Piccioni em métodos para focar e dirigir feixes de partículas com ímãs, mas negaram que a ideia de Piccioni tenha ajudado muito, e não o relacionaram entre os autores do importante artigo. Piccioni depois ajudou a descobrir o antinêutron. Quando Segrè e Chamberlain ganharam o prêmio em 1959, Piccioni continuou amargando o deslize durante anos e em 1972 processou os dois com um pedido de 125 mil dólares de indenização – que um juiz rejeitou não por falta de base científica, mas por ter sido requisitado mais de uma década depois do fato.

Do obituário de Piccioni no New York Times de 27 de abril de 2002: “‘Ele derrubava a sua porta para dizer que tinha a melhor ideia do mundo’, declarou o dr. William A. Wenzel, emérito cientista do Lawrence Berkeley National Laboratory que também trabalhou no experimento do antinêutron. ‘Os que conheceram Oreste sabiam que ele tinha grandes ideias; ele lançava dezenas delas por minuto. Algumas eram boas, outras não. De qualquer forma, acho que era um bom cientista e que contribuiu com o nosso experimento.’”

9. O corredor do envenenamento (p.148 a 161)

1. As pessoas ainda morrem de envenenamento por tálio até hoje. Em 1994, soldados russos que trabalhavam num antigo depósito de armas da Guerra Fria encontraram um cilindro com um pó branco misturado a esse elemento. Mesmo sem saberem o que era, eles o usaram como talco nos pés e até misturaram com o tabaco que usavam. Consta que alguns soldados chegaram a cheirá-lo. Todos caíram vítimas de uma doença misteriosa e totalmente imprevisível e alguns morreram. Em outro registro triste, dois filhos de pilotos de caça iraquianos morreram no início de 2008 depois de comerem um bolo de aniversário com vestígios de tálio. O motivo do envenenamento não foi esclarecido, embora Saddam Hussein tenha usado tálio durante sua ditadura.

2. Vários jornais de Detroit seguiram os movimentos de David Hahn durante anos. Para uma história mais detalhada de Hahn, ver o artigo de Ken Silverstein na revista Harper’s, “The Radioactive Boy Scout” (novembro de 1998). Silverstein depois expandiu o artigo e transformou-o num livro com o mesmo nome.

10. Pegue dois elementos, me acorde de manhã cedo (p.162 a 179)

1. Quando examinaram a crosta no nariz falso de Brahe, os arqueólogos encontraram também vestígios de envenenamento por mercúrio em seu bigode – provavelmente resultado de suas pesquisas em alquimia. A história comum do falecimento de Brahe é de que tenha morrido por um rompimento de bexiga. Certa noite, durante um jantar com alguns nobres não muito importantes, Brahe bebeu demais, mas se recusou a levantar para ir ao banheiro por achar que seria indelicado sair da mesa em que estavam seus superiores sociais. Quando ele chegou em casa, horas depois, não conseguia mais urinar e morreu seis dolorosos dias depois. A história se transformou em lenda, mas é possível que o envenenamento por mercúrio tenha contribuído tanto ou mais na morte do astrônomo.

2. Composições dos elementos das moedas dos Estados Unidos: moedas de 1 centavo (desde 1982) têm 97,5% de zinco, mas com uma fina camada de cobre para esterilizar a parte em que se toca. (As moedas de 1 centavo antigas tinham 95% de cobre.) As moedas de 5 centavos têm 75% de cobre, o restante é de níquel. As moedas de 10, 25 e 50 centavos têm 91,67% de cobre, o restante é de níquel. As moedas de 1 dólar (exceto as de ouro de emissões especiais) têm 88,5% de cobre, 6% de zinco, 3,5% de manganês e 2% de níquel.

3. Alguns outros fatos sobre o vanádio: algumas criaturas (ninguém sabe por quê) usam vanádio no sangue em vez de ferro, o que torna o sangue vermelho ou da cor de maçã verde. Também pode deixar a língua de seres humanos verde. Quando borrifado no ferro, o vanádio fortalece a liga sem acrescentar muito peso (assim como o molibdênio e o tungstênio; ver capítulo 5). Aliás, certa vez Henry Ford vociferou: “Ora, sem vanádio não existiriam automóveis!”

4. A metáfora do ônibus indicando como os elétrons preenchem suas camadas uma de cada vez até “alguém” ser forçado de forma absoluta a se sentar com outro é uma das melhores na química, tão folclórica quanto precisa. Teve origem com Wolfgang Pauli, que descobriu o “princípio de exclusão” de Pauli em 1925.

5. Além do gadolínio, o ouro costuma ser citado como a maior esperança para o tratamento do câncer. O ouro absorve luz infravermelha que de outra forma atravessaria o corpo, e se aquece muito ao fazer isso. A injeção de partículas folhadas a ouro em células tumorais pode permitir que os médicos fritem os tumores sem danificar os tecidos ao redor. Esse método foi inventado por John Kanzius, um homem de negócios e radiotécnico que passou por 36 sessões de quimioterapia contra leucemia no início de 2003. Ele se sentiu tão nauseado e abatido pela quimioterapia – e tão desesperado ante as crianças com câncer que encontrava no hospital – que decidiu que deveria haver um jeito melhor de fazer aquilo. No meio da noite, ele teve a ideia de aquecer partículas de metal e construiu o protótipo de uma máquina usando as fôrmas de assar da esposa. Ele testou o aparelho injetando uma solução de metais dissolvidos em meia salsicha e depositando-a numa câmara de ondas de rádio intensas. O lado da salsicha injetada fritou, enquanto a outra metade continuou fria.

6. Na edição de maio de 2009 do periódico Smithsonian, o artigo “Honorable Mentions: Near Misses in the Genius Deparment” descreve um certo Stan Lindberg, um corajoso químico experimental que se propôs a “consumir cada um dos elementos da tabela periódica”. O artigo diz: “Além de bater o recorde norte-americano de envenenamento por mercúrio, seu divertido relato de três semanas de farra com itérbio … (‘Fear and Loathin in the Lanthanides’) se tornou um pequeno clássico.”

Passei meia hora tentando localizar “Fear and Loathing in the Lanthanides” antes de perceber que tinha sido enganado. O artigo é pura ficção. (Mas quem sabe? Os elementos são criaturas estranhas, e o itérbio possa dar um grande barato.)

7. A revista Wired publicou um pequeno artigo em 2003 sobre o ressurgimento online da “fraude de prata com a saúde”. A parte do dinheiro: “Enquanto isso, médicos de todo o país têm visto o surgimento de casos de argiria. ‘No último ano e meio, já vi seis casos de envenenamento por prata provocados pelos chamados suplementos de saúde’, disse Bill Robertson, diretor médico do Seattle Poison Center. ‘Foram os primeiros casos que vi em cinquenta anos de prática médica.’”

8. É exagero afirmar que as pessoas são exclusivamente canhotas no nível molecular. Embora nossas proteínas sejam mesmo canhotas, todos os nossos carboidratos, assim como nosso DNA, tendem a ser destros. Mesmo assim, a principal afirmação de Pasteur continua válida: em contextos diferentes, nossos corpos esperam e só podem processar moléculas de uma destreza específica. Nossas células não seriam capazes de traduzir um DNA canhoto, e se fôssemos alimentados com açúcares canhotos nossos corpos morreriam de fome.

9. Joseph Meister, o garotinho que Pasteur salvou da raiva, acabou se tornando zelador do Instituto Pasteur. De uma forma trágica e pungente, ele ainda era zelador em 1940 quando soldados alemães invadiram a França. Quando um dos oficiais exigiu que Meister, o homem com as chaves, abrisse a cripta de Pasteur para que ele, o oficial, pudesse ver seus ossos, Meister preferiu se suicidar a desempenhar esse papel.

10. A empresa em que Domagk trabalhava, a I.G. Farbenindustrie (IGF), se tornaria conhecida em todo o mundo pela fabricação do inseticida Zyklon B, que os nazistas usaram para asfixiar prisioneiros em campos de concentração (ver capítulo 5). A empresa faliu pouco depois da Segunda Guerra Mundial, e muitos de seus diretores foram acusados de crimes de guerra em Nuremberg (United States v. Carl Krauch, et al.) por terem apoiado o governo nazista e sua guerra de agressão e por maustratos a prisioneiros e soldados capturados. Hoje as descendentes da IGF incluem a Bayer e a BASF.

11. Mesmo assim, o universo parece ser quiral em outros níveis também, do subatômico ao supergaláctico. O decaimento beta radioativo do cobalto-60 é um processo assimétrico, e cosmologistas já observaram evidências de que as galáxias tendem a girar em espirais no sentido anti-horário acima do nosso polo galáctico e no sentido horário abaixo da Antártida.

12. Recentemente alguns cientistas reavaliaram por que os efeitos devastadores da talidomida não foram detectados pelos testes clínicos. Por razões moleculares intrínsecas, a talidomida não causa defeitos congênitos em ninhadas de camundongos, e a empresa alemã produtora da talidomida, a Grünenthal, não reproduziu os experimentos feitos nos camundongos em seres humanos. A droga nunca foi aprovada para mulheres grávidas nos Estados Unidos porque o diretor da Food and Drug Administration, Frances Oldham Kelsey, se recusou à pressão do lobby para sua aprovação. Em um desses curiosos caprichos da história, a talidomida está agora voltando para o tratamento de doenças como a lepra, em que se mostra muito eficiente. É também um bom agente contra o câncer por limitar o crescimento de tumores e evitar a formação de novos vasos sanguíneos – que foi também uma das causas dos horríveis defeitos congênitos, pois os membros dos embriões não conseguiam absorver os nutrientes de que precisavam para crescer. A talidomida ainda tem um grande caminho a percorrer até ser respeitável. A maior parte dos governos mantém rigorosos protocolos para garantir que os médicos não ministrem a droga a mulheres em idade fértil, caso elas venham a engravidar.

13. William Knowles desdobrou a molécula ao romper uma ligação dupla. Quando forma ligações duplas, o carbono só tem três “braços” estendidos: duas ligações simples e uma dupla. (Ainda existem oito elétrons, mas são divididos em três ligações.) Átomos de carbono com ligações duplas em geral formam moléculas triangulares, pois a organização em tríades mantém seus elétrons o mais distantes possível (120 graus). Quando a ligação dupla se rompe, os três braços do carbono se transformam em quatro. Nesse caso, a maneira de manter os elétrons o mais distante possível não é um quadrado plano mas sim um tetraedro tridimensional. (Os vértices de um quadrado estão distanciados 90 graus. Num tetraedro estão a 109,5 graus de distância.) Mas esse braço a mais pode se estender por cima ou por baixo, o que por sua vez confere à molécula sua característica destra ou canhota.

11. Como os elementos enganam (p.180 a 192)

1. Certa vez um de meus professores da faculdade me chamou a atenção com uma história de como algumas pessoas morreram de asfixia por nitrogênio num acelerador de partículas em Los Alamos, nos anos 1960, sob circunstâncias muito semelhantes às do acidente da Nasa. Depois das mortes em Los Alamos, meu professor acrescentou 5% de dióxido de carbono às misturas gasosas com que trabalhava, como medida de segurança. Mais tarde ele me escreveu: “Por acaso, a medida foi testada cerca de um ano depois, quando um dos meus alunos de pós-graduação que operavam o equipamento fez exatamente a mesma coisa [ou seja, se esqueceu de bombear o gás inerte para fora e deixou o ar oxigenado entrar de volta]. Entrei na câmara de pressão cheia de gás inerte … Mas na verdade não, [porque] quando passei os ombros pela escotilha eu já estava em desespero, ofegante com os comandos para “respirar mais!” do meu centro respiratório.” Normalmente o ar tem 0,03% de CO_2, por isso uma respiração do ar dopado seria cerca de 167 vezes mais potente.

2. Para sua vergonha e constrangimento, o governo dos Estados Unidos admitiu, em 1999, que havia exposto mais de 26 mil técnicos e cientistas a altos níveis de berílio em pó, fazendo com que centenas desenvolvessem doenças e indisposições crônicas provocadas pelo berílio. A maioria das pessoas envenenadas trabalhava em engenharia aeroespacial, defesa ou energia atômica – indústrias que o governo decidiu que eram importantes demais para atrasar ou atrapalhar, por isso não aperfeiçoou os padrões de segurança nem desenvolveu uma alternativa ao berílio. O jornal Pittsburgh Post-Gazette publicou uma contundente matéria de primeira página revelando a exposição em 30 de março de 1999, uma terça-feira. Era intitulada “Decades of Risk”, mas um de seus subtítulos resume melhor o tom da reportagem: “Deadly Alliance: How Industry and Government Chose Weapons over Workers” [Aliança mortal: como a indústria e o governo preferiram armas aos trabalhadores].

3. No entanto, cientistas do Monell Chemical Senses Center da Filadélfia acreditam que, além de doce, azedo, salgado, amargo e umami, os humanos também dispõem de um paladar separado, específico para o cálcio. Com certeza esses receptores foram encontrados em camundongos, e algumas pessoas respondem também à água enriquecida com cálcio. Então qual seria o gosto do cálcio? [O destacado cientista Michael] Tordoff declarou: ‘Não existe uma palavra mais adequada a esse gosto. É amargo, talvez até um pouco azedo. Mas é muito mais porque existem verdadeiros receptores para o cálcio.’”

4. Receptores de azedo também podem falhar. Essas papilas respondem principalmente ao íon de hidrogênio, H+, mas em 1999 cientistas descobriram que também é possível sentir o gosto de dióxido de carbono. (O CO_2 combina com o H_2O para formar um ácido fraco, o H_2CO_3, e talvez por isso essas papilas sejam estimuladas.) Os médicos descobriam isso na forma de efeitos colaterais de alguns remédios de uso restrito, que eliminam a capacidade de sentir o gosto do dióxido de carbono. A condição clínica resultante é conhecida como “champagne blues”, pois todas as bebidas com gás perdem o gosto.

12. Elementos políticos (p.195 a 211)

1. De qualquer forma, Pierre talvez não tivesse vivido muito tempo. Em uma comovente lembrança, Rutherford uma vez contou ter observado Pierre Curie fazer um espantoso experimento de “brilho no escuro” com rádio. Sob a luz difusa e esverdeada, o cuidadoso Rutherford notou que cicatrizes recobriam os dedos inchados e inflamados de Pierre e notou como era difícil para ele segurar e manipular um tubo de ensaio.

2. Para mais detalhes sobre os Curie, ler o maravilhoso livro de Sheilla Jones chamado The Quantum Ten, um relato sobre os surpreendentes, contenciosos e turbulentos primeiros dias da mecânica quântica, por volta de 1925.

3. A vítima mais famosa da loucura do rádio foi o magnata do aço Eben Byers, que tomou uma garrafa de água Radithor por dia durante quatro anos, convencido de que o levaria a algo próximo da imortalidade. Acabou definhando e morrendo de câncer. Byers não era mais fanático pela radioatividade do que a maioria das pessoas, ele simplesmente tinha dinheiro para tomar quanta água Radithor quisesse. O Wall Street Journal anunciou sua morte com a manchete “The Radium Water Worked Fine Until His Jaw Came Off” [A água com rádio funcionou bem até o queixo dele cair].

4. Para a verdadeira história da descoberta do háfnio, ver The Periodic Table, de Eric Scerri, um maravilhoso e detalhado relato sobre o surgimento do sistema periódico, incluindo as estranhas filosofias e visões de mundo das pessoas que o fundaram.

5. Hevesy realizou experimentos com água pesada em si mesmo e em peixes de aquário e matou muitos peixes.

Gilbert Lewis também usou água pesada num último esforço para ganhar o Prêmio Nobel no início dos anos 1930. Lewis sabia que a descoberta do deutério por Harold Urey – hidrogênio pesado com um nêutron a mais – mereceria o Prêmio Nobel, assim como todos os outros cientistas do mundo, inclusive Urey. (Após uma carreira quase sem brilho que incluía o deboche por parte dos parentes de sua esposa, ele voltou para casa logo depois de ter descoberto o deutério e disse a ela: “Querida, nossos problemas acabaram.”)

Lewis quis ganhar esse prêmio que já tinha dono estudando os efeitos biológicos da água com hidrogênio pesado. Outros tiveram a mesma ideia, mas por acaso os físicos do departamento de Berkeley, liderados por Ernest O. Lawrence, tinham as maiores reservas de água pesada do mundo. A equipe tinha um tanque de água que era usado havia anos em experimentos radioativos, com uma concentração de água pesada relativamente alta (alguns gramas). Lewis implorou a Lawrence que lhe permitisse purificar a água pesada, e Lawrence concordou – com a condição de que Lewis a devolvesse depois das experiências, pois também poderia ser importante para suas pesquisas.

Lewis não cumpriu a promessa. Depois de isolar a água pesada, ele resolveu ministrá-la a um rato e ver o que acontecia. Um dos estranhos efeitos da água pesada é o de que, assim como água do mar, quanto mais a gente bebe, mais sente sede, pois o corpo não consegue metabolizar o líquido. Hevesy ingeriu água pesada em pequenas doses, por isso seu corpo nem percebia, mas o rato de Lewis bebeu toda a água pesada em poucas horas e acabou morrendo. Matar um rato dificilmente valeria um Prêmio Nobel, e Lawrence ficou apoplético quando percebeu que o maldito roedor tinha urinado toda a sua preciosa água pesada.

6. Stefan Fajans, filho de Kazimierz Fajans, hoje professor emérito de medicina interna na escola de medicina da Universidade de Michigan, gentilmente me forneceu a seguinte informação por e-mail:

Em 1924, eu tinha seis anos de idade, mas já naquela época e nos anos que viriam eu ouvi meu pai falar sobre alguns aspectos da história do Prêmio Nobel. A publicação em um jornal de Estocolmo da manchete “K. Fajans to Receive Nobel Prize” (não sei se em química ou em física) não é um boato, é um fato. Eu me lembro de ter visto um exemplar do jornal. Lembro também de ter visto nesse jornal uma foto do meu pai andando em frente a um prédio em Estocolmo (provavelmente tirada antes) em um traje mais ou menos formal, mas não [formal] para a época … O que ouvi dizer foi que um influente membro do comitê impediu a premiação do meu pai por razões pessoais. Se foi fato ou boato é impossível saber, a não ser que alguém conseguisse examinar as minutas daquelas reuniões. Acredito que sejam secretas. O que sei de fato é que meu pai esperava receber o Prêmio Nobel anunciado por alguém que já sabia disso. E ficou esperando receber nos anos que se seguiram … mas isso nunca aconteceu, como você sabe.

7. Meitner e Hahn na verdade chamaram o elemento de “protoactínio”, e só em 1949 os cientistas o abreviaram retirando uma letra o.

8. Há uma maravilhosa dissecção de Meitner, Hahn e a concessão do Prêmio Nobel na edição de Physics Today de setembro de 1997 (“A Nobel Tale of Postwar Injustice”, de Elisabeth Crawford, Ruth Lewin Sime e Mark Walker). O artigo é a fonte da citação de Meitner ter perdido o prêmio por conta de “viés disciplinar, obtusidade política, ignorância e precipitação”.

9. Uma vez que se propõe um nome para um elemento, esse nome só tem uma chance de aparecer na tabela periódica. Se a prova do elemento não for demonstrada, ou se o corpo diretor internacional da química (Iupac) for contra, o nome do elemento entra na lista negra. Isso pode ser satisfatório no caso de Otto Hahn, mas significa também que ninguém poderá jamais chamar um elemento de “joliotium” em homenagem a Irène ou Frédéric Joliot-Curie, pois o nome “joliotium” já foi o candidato oficial para o elemento 105. Não está claro se “ghiorsium” foi outra tentativa. Talvez “alghiorsium” funcionasse, embora a Iupac torça o nariz diante do uso do primeiro e segundo nomes, e, na verdade, uma vez rejeitou o “nielsbóhrio” em favor de simplesmente “bóhrio” para o elemento 107 – uma decisão que não agradou a equipe da Alemanha Ocidental que descobriu o elemento, pois “bóhrio” soa muito parecido com boro e bário.

13. Elementos como dinheiro (p.212 a 226)

1. A descoberta de compostos de ouro e telúrio nas montanhas do Colorado se reflete no nome da cidade mineira, Telluride, Colorado.

2. Para esclarecer alguns termos que se confundem: “luminescência” é um termo geral para uma substância absorvendo e emitindo luz; “fluorescência” é o processo instantâneo descrito neste capítulo; “fosforescência” é semelhante à fluorescência – consistindo em moléculas absorvendo luz de alta frequência e emitindo luz de baixa frequência –, mas as moléculas fosforescentes absorvem a luz como uma bateria e continuam a brilhar bem depois de a luz ser desligada. Obviamente, tanto fluorescência como fosforescência derivam da tabela periódica, do flúor e do fósforo, os dois elementos mais proeminentes nas moléculas que primeiro exibiram essas características aos químicos.

3. A lei de Moore diz que o número de transistores de silício num microchip dobra a cada dezoito meses – surpreendemente, a lei permanece válida desde os anos 1960. Se valesse para o alumínio, a Alcoa estaria hoje produzindo 180 mil toneladas de alumínio por dia em duas décadas e não apenas 40 mil. O alumínio foi bem, mas não tão bem a ponto de vencer seu vizinho na tabela periódica.

4. Existe certa discrepância quanto ao tamanho da riqueza de Charles Hall na época de sua morte. Trinta milhões de dólares é o ponto máximo. Pode ser que a confusão seja por Hall ter morrido em 1914, mas sua fortuna só foi calculada 14 anos depois. Um terço da fortuna foi para o Oberlin College.

5. Além das diferenças entre os idiomas, outras discrepâncias de escrita dentro do mesmo idioma acontecem com o césio, que os britânicos tendem a escrever como “caesium” e os americanos “cesium”, e o enxofre, que muitas pessoas soletram em inglês como “sulphur”, em vez de “sulfur”. Pode-se argumentar que o elemento 110 deveria ser escrito como “mendeleiévio”, não “mendelévio”, e que o elemento 111 deveria ser escrito como “röntgênio”, não “roentgênio”.

14. Elementos artísticos (p.227 a 242)

1. A citação de Sybille Bedford foi extraída de seu romance A Legacy.

2. Por falar em estranhos passatempos, eu não poderia deixar de falar sobre isso num livro cheio de histórias malucas sobre os elementos. O seguinte anagrama ganhou o prêmio de melhor anagrama de maio de 1999, Categoria Especial, no site Anagrammy.com, e até onde sei esse “anagrama duplamente verdadeiro” é o jogo de palavras do milênio. A primeira metade equaciona as nomenclaturas em inglês de trinta elementos da tabela periódica com outros trinta elementos:

hydrogen + zirconium + tin + oxygen + rhenium + platinum + tellurium + terbium + nobelium + chromium + iron + cobalt + carbon + aluminum + ruthenium + silicon + ytterbium + hafnium + sodium + selenium + cerium + manganese + osmium + uranium + nickel + praseodymium + erbium + vanadium + thallium + plutonium

=

nitrogen + zinc + rhodium + helium + argon + neptunium + beryllium + bromine + lutetium + boron + calcium + thorium + niobium + lanthanum + mercury + fluorine + bismuth + actinium + silver + cesium + neodymium + magnesium + xenon + samarium + scandium + europium + berkelium + palladium + antimony + thulium

É muito interessante, ainda que as terminações em ium mitiguem um pouco a dificuldade. Mais curioso é que se substituirmos cada elemento por seu número atômico o anagrama mantém o equilíbrio.

1 + 40 + 50 + 8 + 75 + 78 + 52 + 65 + 102 + 24 + 26 + 27 + 6 + 13 + 44 + 14 + 70 + 72 + 11 + 34 + 58 + 25 + 76 + 92 + 28 + 59 + 68 + 23 + 81 + 94

=

7 + 30 + 45 + 2 + 18 + 93 + 4 + 35 + 71 + 5 + 20 + 90 + 41 + 57 + 80 + 9 + 83 + 89 + 47 + 55 + 60 + 12 + 54 + 62 + 21 + 63 + 97 + 46 + 51 + 69

=

1416

Como disse o autor do anagrama, Mike Keith: “É o mais longo anagrama de duplo sentido já elaborado (usando elementos químicos – ou qualquer outro conjunto do tipo, até onde eu sei).”

No mesmo registro, temos também a incomparável canção de Tom Lehrer, “The Elements”. Ele adaptou a melodia de “I Am the Very Model of a Modern Major-General”, de Gilbert e Sullivan, e enumera todos os elementos da tabela periódica em 86 segundos. Confira no YouTube: “There’s antimony, arsenic, aluminum, selenium…”

3. Os plutonistas às vezes eram chamados de vulcanistas, em referência ao deus do fogo Vulcano. O apelido enfatizava o papel dos vulcões na formação das rochas.

4. Döbereiner chamou esse agrupamento de elementos não de tríades, mas de afinidades, parte de sua teoria mais abrangente de afinidades químicas – um termo que forneceu a Goethe (que costumava frequentar palestras de Döbereiner em Jena) a inspiração para o título Afinidades eletivas.

5. Outro projeto majestoso inspirado pelos elementos é a Mesa da Tabela Periódica, uma mesa de centro construída por Theodore Gray. A mesa tem mais de cem fendas no tampo, nas quais Gray guardava amostras de todos os elementos existentes, inclusive muitos feitos pelo homem. Claro que ele só tinha pequenas quantidades de alguns. Suas amostras de frâncio e astato, os dois elementos naturais mais raros, são na verdade pedaços de urânio. O argumento de Gray é de que em algum lugar naqueles pedaços existem ao menos alguns átomos de cada um, o que é verdade e é o melhor que pôde ser feito até hoje. De qualquer forma, como a maior parte dos elementos da tabela é formada por metais cinzentos, é difícil diferenciar uns dos outros.

6. Para detalhes sobre a metalurgia da Parker 51, ver “Who Was That Man?”, de Daniel A. Zazove e L. Michael Fultz, publicado na edição de outono de Pennant, a revista interna da Pen Collectors of America. O artigo é um maravilhoso exemplo de dedicação amadora à história – de manter vivo um pedaço obscuro porém encantador dos Estados Unidos. Outras fontes de informação sobre a Parker incluem Parker51.com e Vintagepens.com.

A famosa ponta da Parker 51 era na verdade 96% de rutênio e 4% de irídio. A empresa anunciava o bico como sendo feito de “platenium” superdurável, talvez para fazer a concorrência pensar que a cara platina era uma peça fundamental.

7. O texto da carta que Twain mandou à Remington (que a empresa imprimiu literalmente) é como se segue:

SENHORES: Por favor, não usem meu nome de jeito nenhum. Por favor, nem mesmo divulguem o fato de eu possuir uma máquina. Eu parei inteiramente de usar a Máquina de Escrever, pela razão de nunca ter conseguido escrever uma carta com ela para qualquer um sem receber um pedido para não somente descrever a máquina, mas enunciar que progressos havia feito no uso dela etc. etc. Não gosto de escrever cartas, e por isso não quero que as pessoas saibam que sou proprietário dessa pequena piada criadora de curiosidades.

Ao seu dispor

Saml. L. Clemens

15. Um elemento de loucura (p.243 a 260)

1. O crédito pelo termo “ciência patológica” vai para o químico Irving Langmuir, que fez um discurso sobre o assunto nos anos 1950. Dois fatos interessantes a respeito de Langmuir: ele era o colega brilhante e mais jovem cuja impudência durante o almoço pode ter levado Gilbert Lewis a se suicidar (ver capítulo 1). Mais tarde na vida, Langmuir ficou obcecado em controlar o clima semeando nuvens – um processo confuso que chegou muito perto de se tornar uma ciência patológica em si mesmo. Nem mesmo os grandes estão imunes.

Ao escrever este capítulo, de alguma forma eu me afastei da definição de ciência patológica de Langmuir, que era um tanto quanto estreito e legalista. Outra abordagem do significado de ciência patológica vem de Denis Rousseau, que escreveu um brilhante artigo chamado “Case Studies in Pathological Science” para a American Scientist, em 1992. Mas estou me afastando também de Rousseau, principalmente por incluir ciências como a paleontologia, que não se apoiam tanto em dados como outros casos mais famosos de ciência patológica.

2. Philip Crookes, irmão de William, morreu num navio instalando os primeiros cabos transatlânticos para linhas telegráficas.

3. William Crookes tinha uma visão mística e panteísta da natureza, como Espinosa, segundo a qual tudo partilha de “um só tipo de matéria”. Talvez isso explique por que ele achava que podia se comunicar com espíritos e fantasmas, já que tudo fazia parte do mesmo material. Se você pensar um pouco a respeito, é uma visão bastante esquisita, pois Crookes ganhou sua reputação descobrindo novos elementos – que, por definição, eram diferentes formas da matéria!

4. Para mais detalhes sobre a relação entre o megalodonte e o manganês, ver Ben S. Roesch, que, no outono de 1998, publicou um artigo em The Cryptozoology Review (que palavra – “cryptozoology”!), avaliando o quanto é implausível imaginar que o megalodonte tenha sobrevivido, e voltou a abordar o assunto em 2002.

5. Em outra estranha relação entre os elementos e a psicologia, Oliver Sacks observa em Tempo de despertar que uma superdosagem de manganês pode danificar o cérebro humano e provocar uma espécie de doença de Parkinson que ele tratou em seu hospital. É uma causa rara de Parkinson, por certo, e os médicos não entendem bem por que esse elemento tem o cérebro como alvo em vez de outros órgãos vitais, como a maior parte dos elementos tóxicos.

6. Os trabalhos de cálculo do elefante funcionam da seguinte forma. De acordo com os zoológicos de San Diego, os maiores elefantes já registrados pesavam aproximadamente 10 mil quilos. Humanos e elefantes são feitos da mesma substância básica, a água, por isso têm a mesma densidade. Para calcular o volume relativo, caso os humanos tivessem um apetite de paládio, podemos multiplicar o peso de um homem de 110 quilos por 900 e dividir esse número (99.000) pelo peso do elefante. Isso representa engolir 9,4 elefantes. Mas lembre-se de que esse foi o maior elefante já encontrado, com quatro metros de altura. O peso de um elefante normal está próximo de 8 mil quilos, o que dá mais ou menos doze elefantes engolidos.

7. O artigo de David Goodstein sobre fusão a frio era intitulado “Whatever Happened to Cold Fusion?” Foi publicado na edição de outono de 1994 de American Scholar.

16. O caminho da química, bem abaixo de zero (p.263 a 278)

1. A teoria de que a lepra do estanho foi a maldição de Robert Falcon Scott parece ter se originado em um artigo do New York Times, embora o texto tenha aderido à teoria de que a falha estava no próprio estanho (ou seja, nos contêineres) em que o grupo de Scott guardou comida e outros suprimentos. Só mais tarde as pessoas começaram a culpar a desintegração da solda de estanho. Existe uma grande variação também no que os historiadores afirmam que ele usou como solda, que inclui selos de couro, estanho puro, uma mistura de estanho e chumbo e assim por diante.

2. O plasma na verdade é a forma mais comum da matéria no universo, pois é o principal componente das estrelas. É possível encontrar plasma (embora muito frio) nas camadas superiores da atmosfera terrestre, onde os raios cósmicos do Sol ionizam moléculas isoladas de gases. Esses raios ajudam a produzir os fantasmagóricos espetáculos de luzes conhecidos como aurora boreal no Norte. Essas colisões em altas velocidades também produzem antimatéria.

3. Além da gelatina, outros coloides incluem a neblina, o chantili e alguns tipos de vidros coloridos. As espumas sólidas mencionadas no capítulo 17, nas quais uma fase de gás é entremeada no sólido, também são coloides.

4. Bartlett realizou o crucial experimento com xenônio numa sexta-feira, e os preparativos levaram o dia inteiro. Quando ele quebrou o lacre do vidro e viu a reação que acontecia, já passava das 19 horas. Bartlett ficou tão entusiasmado que irrompeu pelo corredor do prédio onde ficava o laboratório e começou a chamar os colegas. Todos já tinham ido embora para o fim de semana, e ele teve de comemorar sozinho.

5. Numa crise macabra de final de vida, Schrieffer, um dos componentes do trio BCS, matou duas pessoas, paralisou uma terceira e feriu outras cinco num horrível acidente automobilístico numa rodovia da Califórnia. Depois de nove multas por excesso de velocidade, aos 74 anos de idade, Schrieffer teve sua carteira de motorista suspensa, mas assim mesmo resolveu dirigir seu novo Mercedes esporte de San Francisco até Santa Barbara, acelerando a uma velocidade de mais de 150 quilômetros por hora. Apesar da velocidade, ele conseguiu dormir ao volante e se chocou com uma camionete a 180 quilômetros por hora. Estava para ser condenado a oito meses em uma prisão local, mas os depoimentos das famílias das vítimas fizeram o juiz afirmar que Schrieffer “precisa[va] sentir o gosto de uma prisão estadual”. A Associated Press citou seu ex-colega Leon Cooper murmurando, incrédulo: “Esse não é o Bob com quem trabalhei … Não é o Bob que eu conheci.”

6. Bem, recuando um pouco de minha postura rígida, existem boas razões por que muita gente confunde o princípio da incerteza com a noção de que medir qualquer coisa altera o que se está tentando medir – o chamado efeito do observador. Os fótons de luz são as menores ferramentas de que os cientistas dispõem para sondar as coisas, mas os fótons não são muito menores do que os elétrons, os prótons ou outras partículas. Por isso, espalhar fótons para medir o tamanho ou a velocidade das partículas é como tentar medir a velocidade de um caminhão de lixo jogando um Datsun em cima dele. Você vai obter informações, claro, mas à custa de desviar o caminhão de lixo do caminho. Em muitos experimentos quânticos seminais, a observação do spin, da velocidade ou da posição de uma partícula não altera a realidade do experimento de forma fantasmagórica. No entanto, embora seja justo afirmar que é preciso entender o princípio da incerteza para entender qualquer mudança ocorrendo, a causa da mudança em si é o efeito do observador, um fenômeno distinto.

Claro que é provável que a verdadeira razão por que as pessoas confundem os dois é que nossa sociedade precisa de uma metáfora para mudar alguma coisa pelo ato de observá-la, e o princípio da incerteza atende a essa necessidade.

7. O erro de Bose foi estatístico. Se você quisesse calcular a probabilidade de tirar uma cara e uma coroa em dois lançamentos de moeda, poderia determinar a resposta correta (metade) analisando as quatro possibilidades: cara-cara, coroa-coroa, cara-coroa e coroa-cara. Bose lidou com cara-coroa e com coroa-cara como se fossem o mesmo resultado, e por isso chegou à resposta de ⅓.

8. A Universidade do Colorado tem um excelente site na internet dedicado a explicar o condensado Bose-Einstein (BEC), com inúmeras animações de computador e ferramentas interativas: http://www.colorado.edu/physics/2000/bec/.

Cornell e Wieman dividiram o Prêmio Nobel com Wolfgang Ketterle, um físico alemão que também criou o BEC não muito depois de Cornell e Wieman e ajudou a explorar suas propriedades incomuns.

Infelizmente, Cornell quase perdeu a oportunidade de curtir a vida como ganhador do Prêmio Nobel. Poucos dias depois do Dia das Bruxas de 2004, ele foi hospitalizado com uma “gripe” e dores no ombro e logo em seguida entrou em coma. Uma simples infecção estreptocócica havia se transformado em uma fasciite necrosante, uma grave infecção dos tecidos que costuma ser chamada de bactéria comedora de carne. Os cirurgiões amputaram seu braço esquerdo e o ombro para deter a infecção, mas não funcionou. Cornell continuou meio vivo por três semanas, até os médicos finalmente conseguirem estabilizá-lo. Depois disso ele se recuperou totalmente.

17. Esferas de esplendor (p.279 a 296)

1. Putterman falou sobre sua paixão pela sonoluminescência e seu trabalho profissional com o tema na edição de fevereiro de 1995 da Scientific American, na edição de maio de 1998 da Phisics World e na de agosto de 1999 de Physics World.

2. Uma descoberta teórica na pesquisa de bolhas acabou tendo um papel interessante nas Olimpíadas de 2008, na China. Em 1993, dois físicos da Universidade Trinity em Dublin, Robert Phelan e Denis Weaire, descobriram uma nova solução para o “problema de Kelvin”: como criar uma estrutura de espuma com bolhas na menor área de superfície possível. Kelvin havia sugerido a criação de uma espuma com bolhas poligonais, cada uma com catorze lados, mas a dupla da Irlanda o superou com uma combinação de polígonos de doze e catorze lados, reduzindo a superfície em 0,3%. Nas Olimpíadas de 2008, uma empresa de arquitetura inspirou-se no trabalho de Phelan e Weaire para criar o famoso parque aquático “caixa de bolhas” (conhecido como Cubo de Água) em Beijing, palco do incrível desempenho de Michael Phelps na piscina.

Antes de ser acusado de tendencioso, outra área ativa de pesquisa hoje em dia são as “antibolhas”. Em vez de finas esferas de líquido que prendem o ar (como são as bolhas), as antibolhas são finas esferas de ar que prendem um líquido. Claro que, em vez de flutuar, as antibolhas afundam.

18. Instrumentos ridiculamente precisos (p.297 a 312)

1. O primeiro passo na requisição de uma nova calibragem para o quilograma oficial de um país é enviar um formulário via fax (1) detalhando como você vai transportar seu quilograma pela segurança do aeroporto e pela alfândega francesa e (2) esclarecer se você quer uma lavagem do BIPM antes e depois das medições. O quilograma oficial passa por um banho de acetona, o ingrediente básico do removedor de esmalte de unhas, e depois é enxugado com um tecido de algodão sem fibras. Depois da lavagem inicial e de cada manuseio, a equipe do BIPM deixa o quilograma estabilizar por alguns dias antes de tocar nele outra vez. Com todo processo de limpeza e ciclos de medições, a calibração pode se arrastar por meses.

Na verdade os Estados Unidos têm dois quilogramas de platina-irídio, o K_20 e K_4, sendo que o K_20 é a cópia oficial só porque está há mais tempo de posse dos Estados Unidos. Os Estados Unidos têm também três cópias quase oficiais de aço inoxidável, duas das quais foram adquiridas pelo NIST nos últimos anos. (Por serem de aço inoxidável, elas são maiores que os densos cilindros de platina-irídio.) A chegada das barras, combinada com a dor de cabeça da segurança no transporte desses cilindros, explica por que Zeina Jabbour não tem pressa para mandar o K_20 a Paris: a comparação com os cilindros recém-calibrados é quase a mesma coisa.

Três vezes no século passado o BIPM convocou todos os quilogramas oficiais do mundo a Paris para uma calibragem em massa, mas não há planos para fazer isso outra vez no futuro próximo.

2. Para ser exato, os relógios de césio se baseiam numa separação de elétrons hiperfina. A separação fina de elétrons é como a diferença de um meio-tom, enquanto a separação hiperfina é como a diferença de um quarto de tom ou até de um oitavo de tom.

Até hoje os relógios de césio continuam sendo o padrão mundial, mas os relógios de rubídio os substituíram na maioria das aplicações por serem menores e mais móveis. Aliás, relógios de rubídio são transportados pelo planeta para comparar e coordenar zonas temporais em diferentes partes do mundo, assim como o Protótipo Internacional do Quilograma.

3. Mais ou menos na mesma época em que Eddington estava trabalhando com alfa, o grande físico Paul Dirac popularizou a ideia de inconstantes. No nível atômico, a atração elétrica entre prótons e nêutrons minimiza a atração da gravidade entre eles. Na verdade, a proporção é de cerca de 10^40, inimagináveis 10 duodecilhões de vezes mais forte. Por acaso, Dirac também estava estudando a velocidade com que os elétrons zunem pelos átomos e comparou essa fração de um nanossegundo ao tempo que os raios de luz levam para atravessar todo o universo. Vejam vocês, a proporção foi de 10^40.

Como previsto, quanto mais Dirac analisava, mais essa proporção aparecia: no tamanho do universo comparado ao tamanho de um elétron; na massa do universo comparada à massa de um próton; e assim por diante. (Eddington também certa vez observou que havia aproximadamente 10^40 vezes 10^40 prótons e elétrons no universo – outra dica.) Acima de tudo, Dirac e outros se convenceram de que alguma desconhecida lei da física forçava essas proporções a serem a mesma. O único problema era que algumas proporções se baseavam em números mutáveis, como o tamanho do universo em expansão. Para manter essas proporções iguais, Dirac propôs uma ideia radical – a de que a gravidade enfraquecia com o tempo. A única maneira plausível de isso acontecer seria se a constante fundamental gravitacional, G, tivesse encolhido.

As ideias de Dirac logo se dissiparam. Entre outros problemas que os cientistas apontaram estava o de que o brilho das estrelas dependia muito de G, e se G tivesse sido muito mais alta no passado a Terra não teria oceanos, pois a luminosidade do Sol teria evaporado as águas. Mas a busca de Dirac inspirou outros. No auge de sua pesquisa, nos anos 1950, um cientista chegou a sugerir que todas as constantes fundamentais estavam diminuindo – o que significava que o universo não estava aumentando, como se acreditava, mas que a Terra e os humanos estavam encolhendo! De maneira geral, a história dessas constantes variáveis lembra a história da alquimia: mesmo quando se trata de verdadeira ciência, é difícil separar o que acontece do misticismo. Os cientistas tendem a evocar inconstantes para explicar qualquer mistério cosmológico que aconteça de forma a incomodar uma era, como a aceleração do universo.

4. Para detalhes sobre o trabalho dos astrônomos australianos, ver artigo escrito por um deles, John Webb, na edição de abril de 2003 da revista Physics World, “Are the Laws of Nature Changing with Time?” [As leis da natureza estão mudando com o tempo?] Também entrevistei um colega de Webb, Mike Murphy, em junho de 2008.

5. Em outros estudos de alfa, há muito os cientistas se perguntam por que os físicos do mundo não conseguem concordar quanto às taxas de decaimento nuclear de certos átomos radioativos. Os experimentos são diretos, por isso não há razão para grupos diferentes chegarem a diferentes respostas, mas as discrepâncias persistem em diversos elementos: silício, rádio, manganês, titânio, césio e assim por diante.

Tentando resolver esse enigma, cientistas na Inglaterra perceberam que os grupos relatavam diferentes taxas de decaimento em diferentes épocas do ano. O grupo inglês sugeriu então que talvez a constante da estrutura fina varie com a translação da Terra em torno do Sol, já que o planeta fica mais próximo do Sol em certas épocas do ano. Existem outras explicações possíveis para a variação periódica da taxa de decaimento, mas a variação de alfa é uma das mais intrigantes, e seria fascinante se alfa realmente variasse tanto mesmo dentro do nosso sistema solar!

6. Paradoxalmente, um dos grupos que torcem para que os cientistas encontrem evidências de uma alfa variável são os fundamentalistas cristãos. Se observarmos a matemática subjacente, alfa é definido em termos da velocidade da luz, entre outras coisas. Embora seja um pouco especulativo, a probabilidade é de que, se alfa mudou, a velocidade da luz também mudou. Ora, todo mundo, inclusive os criacionistas, concorda que a luz de estrelas distantes é um registro, ou ao menos parece ser um registro de eventos ocorridos bilhões de anos atrás. Para explicar a contradição entre esse registro e a linha do tempo no Gênesis, alguns criacionistas argumentam que Deus criou o universo com a luz “já a caminho” para testar os que acreditam e forçá-los a escolher entre Deus e a ciência. (Eles fazem alegações semelhantes a respeito dos ossos de dinossauros.) Criacionistas menos draconianos têm problemas com essa ideia, pois ela sugere um Deus enganador, até cruel. Contudo, se a velocidade da luz fosse bilhões de vezes maior no passado, o problema evaporaria. Deus ainda teria criado a Terra 6 mil anos atrás, mas nossa ignorância a respeito de alfa e da luz obscureceu a verdade. Basta dizer que muitos cientistas que trabalham com constantes variáveis estão horrorizados por terem seu trabalho apropriado dessa forma, mas entre os poucos que praticam o que pode ser chamado de “física fundamentalista” o estudo de constantes variáveis é um campo muito, muito quente.

7. Há uma famosa foto de Enrico Fermi ao lado de um quadro-negro, com uma equação da definição de alfa, a constante da estrutura fina aparecendo atrás dele. O estranho na imagem é que parte da equação de Fermi está de cabeça para baixo. A verdadeira equação é alfa = e^2/c, em que e = carga do elétron, = constante de Planck (h) dividida por 2π, e c = velocidade da luz. A equação na foto mostra alfa = 2/ec. Não está claro se Fermi cometeu um equívoco ou se estava tirando uma com o fotógrafo.

8. Se você quiser dar uma boa olhada na equação de Drake, aí vai. O número de civilizações em nossa galáxia tentando entrar em contato conosco, N, deve ser igual a:

N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L

Em que R* é a taxa de formação estelar em nossa galáxia; fp é a fração de estrelas que reúne planetas; neé o número médio de planetas por estrela; fl, fi e fcsão, respectivamente, as frações de planetas hospitaleiros com vida, vida inteligente e sociável, ansiosos para se comunicar; e L é o período de tempo para as raças alienígenas enviarem sinais para o espaço antes de se destruírem.

Os números originais dos cálculos de Drake eram os seguintes: nossa galáxia produz dez estrelas por ano (R* = 10); metade dessas estrelas produz planetas (fp= 1/2); cada estrela com planetas tem dois planetas propícios à vida (ne = 2, embora nosso sistema solar tenha algo em torno de sete – Vênus, Marte, Terra e algumas luas de Júpiter e Saturno); um desses planetas vai desenvolver vida (f_1= 1); 1% desses planetas chegarão a ter vida inteligente (fi = 1⁄100); 1% desses planetas vão produzir homens que passaram da fase das cavernas capazes de enviar sinais ao espaço (fc = 1⁄100); e farão isso durante 10 mil anos (L = 10.000). Fazendo todo esse cálculo, obtêm-se dez civilizações tentando se comunicar com a Terra.

Existem opiniões que diferem desses valores, às vezes drasticamente. Duncan Forgan, astrofísico da Universidade de Edimburgo, fez recentemente uma simulação tipo Monte Carlo da Equação de Drake. Ele inseriu valores aleatórios para cada uma das variáveis e depois computou o resultado algumas milhares de vezes para encontrar o valor mais provável. Enquanto Drake calculava que havia dez civilizações tentando entrar em contato conosco, Forgan calculou um total de 31.574 civilizações só na nossa galáxia local. O artigo está disponível em http://arxiv.org/abs/0810.2222.

19. Acima (e além) da tabela periódica (p.313 a 326)

1. A terceira força das quatro fundamentais é a força nuclear fraca, que regula como os átomos passam pelo decaimento beta. É curioso o fato de o frâncio lutar porque a força nuclear forte e a força eletromagnética lutam dentro dele, mas o elemento arbitra a luta apelando para a força nuclear fraca.

A quarta força fundamental é a gravidade. A força nuclear forte é cem vezes maior do que a força eletromagnética, e a força eletromagnética é 100 bilhões de vezes mais forte que a força nuclear fraca. Por sua vez, a força nuclear fraca é 10 setilhões de vezes mais forte que a gravidade. (Para dar uma ideia da escala, é o mesmo número que usamos para calcular a raridade do astato.) A gravidade domina a nossa vida cotidiana só porque as forças nucleares forte e fraca têm muito pouco alcance e o equilíbrio entre prótons e elétrons ao nosso redor é suficiente para cancelar nossas forças eletromagnéticas.

2. Depois de décadas de cientistas tendo que construir elementos pesados com muito trabalho, átomo por átomo, em 2008, cientistas israelenses afirmaram ter encontrado o elemento 122 revertendo ao velho estilo da química. Isso é, depois de peneirar durante meses uma amostra natural de tório, o primo químico do 122 na tabela periódica, uma equipe comandada por Amnon Marinov afirmou ter identificado um número de átomos do elemento extrapesado. A parte mais louca do empreendimento não foi só a afirmação de que um método tão antiquado tenha resultado num novo elemento, mas que a meia-vida do elemento 122 era de mais de 100 milhões de anos! Era tão louco que, na verdade, muitos cientistas ficaram desconfiados. A afirmação foi parecendo cada vez mais duvidosa, mas até 2009 os israelenses ainda não tinham recuado dessas afirmações.

3. Quanto ao declínio do latim, com exceção da tabela periódica: por alguma razão, quando uma equipe da Alemanha Ocidental capturou o elemento 108, em 1984, eles resolveram chamá-lo de hássio, numa referência ao nome em latim de parte da Alemanha (Hesse), em vez de chamá-lo de deutschlandium ou coisa parecida.

4. Não é uma nova versão da tabela periódica, mas sem dúvida uma nova maneira de apresentá-la. Em Oxford, na Inglaterra, táxis e ônibus ilustrados com a tabela periódica estão andando pela cidade. São pintados dos pneus ao teto com diferentes colunas e linhas de elementos, a maioria em tons pastel. A frota é patrocinada pelo Oxford Science Park. Você pode ver uma foto em http://www.oxfordinspires.org/ newsfromImageWorks.htm.

Também é possível ver a tabela periódica em mais de duzentos idiomas diferentes, inclusive línguas mortas como o cóptico e em hieróglifos egípcios, em http://www.jergym.hiedu.cz/~canovm/vyhledav/chemici2.html.

Bibliografia

Estes foram alguns dos muitos livros que consultei durante minha pesquisa, e você pode encontrar mais informações sobre minhas fontes na seção “Notas e errata”. São também os melhores livros para o leitor que quiser saber mais sobre a tabela periódica ou a respeito dos diversos elementos que ela contém.

Coffey, Patrick. Cathedrals of Science: The Personalities and Rivalries That Made Modern Chemistry. Oxford, Oxford University Press, 2008.

Emsley, John. Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford, Oxford University Press, 2003.

Jones, Sheilla. The Quantum Ten. Oxford, Oxford University Press, 2008.

Reid, T.R.. The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution. Nova York, Random House, 2001.

Rhodes, Richard. The Making of the Atomic Bomb. Nova York, Simon & Schuster, 1995.

Sacks, Oliver. Awakenings. Nova York, Vintage, 1999. [Ed. bras.: Tempo de despertar. São Paulo, Companhia das Letras, 2007.]

Scerri, Eric. The Periodic Table. Oxford, Oxford University Press, 2006.

Seaborg, Glenn e Eric Seaborg. Adventures in the Atomic Age: From Watts to Washington. Nova York, Farrar, Straus and Giroux, 2001.

Zoellner, Tom. Uranium. Nova York, Viking, 2009.

Créditos e agradecimentos

Em primeiro lugar, gostaria de agradecer aos meus entes queridos. Meus pais, que me fizeram escrever e nunca perguntaram exatamente o que eu ia fazer de mim depois que começasse. Minha querida Paula, que segurou na minha mão. Meus irmãos, Ben e Becca, que me ensinaram a enganar. Todos os meus amigos e a família em Dakota do Sul e por todo o país, que me apoiaram e me tiraram de casa. E finalmente aos meus vários mestres e professores, que me contaram muitas das histórias deste livro, sem perceber que estavam fazendo algo tão valioso.

Gostaria de agradecer também a meu agente, Rick Broadhead, que acreditou no projeto e achou que eu poderia realizá-lo. Devo muito também a John Parsley, meu editor da Little, Brown, que percebeu o que este livro poderia ser e me ajudou a criá-lo. Também foi inestimável a ajuda de outros envolvidos com a Little, Brown, entre eles Cara Eisenpress, Sarah Murphy, Peggy Freudenthal, Barbara Jatkola e todos os que ajudaram no projeto e no aperfeiçoamento deste livro.

Agradeço ainda as muitas pessoas que contribuíram em capítulos e passagens específicos, contando suas histórias, ajudando a procurar informações ou disponibilizando seu tempo para me explicar alguma coisa. Entre elas estão Stefan Fajans; Theodore Gray, de www.periodictable.com; Barbara Stewart, da Alcoa; Jim Marshall, da Universidade do Norte do Texas; Eric Scerri, da Universidade da Califórnia em Los Angeles; Chris Reed, da Universidade da Califórnia, Riverside; Nadia Izakson; as equipes de comunicação da Chemical Abstracts Service e os bibliotecários da seção de ciência da Biblioteca do Congresso. Peço desculpas se deixei alguém de fora da lista. Continuo grato, ainda que envergonhado.

Finalmente, minha gratidão especial a Dmitri Mendeleiev, Julius Lother Meyer, John Newlands, Alexandre-Emily Béguyer de Chancourtois, William Odling, Gustavus Hinrichs e outros cientistas que desenvolveram a tabela periódica – assim como aos milhares de outros cientistas que contribuíram com estas fascinantes histórias sobre os elementos.

Tabela periódica dos elementos

Índice

Nota: os elementos estão escritos em negrito. Os números de páginas em itálico se referem às ilustrações.

Academia de Ciências da Suécia, 1, 2, 3, 4-5, 6

ácido clorídrico, 1

ácido sulfúrico, 1

ácido tartárico, 1-2

ácidos nucleicos, 1, 2

ácidos, 1-2, 3

actínio (Ac), 1-2

açúcar, 1, 2, 3, 4-5, 6, 339n

agências de padronização, 1-2

água pesada, 1, 2, 3, 4, 343n

água:

acidez, 1

água pesada, 1, 2, 3, 4, 343n

e o magnésio, 1

Oklo, África, 1-2

oxigênio, 1

silício, 1

Alcoa, 1-2

Alemanha nazista, 1-2, 3, 4, 5-6, 7-8

Alemanha:

cientistas refugiados, 1, 2, 3

e a França, 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, 8-9, 10-40n

e o molibdênio, 1-2

e o Prêmio Nobel, 1-2, 3

e o tungstênio, 1-2

guerra química, 1-2, 3

influência na química, 1, 2

reparações de guerra, 1-2

alfa, 1-2, 3, 4, 352n, 353n

alfa-hélices, 1, 2, 3

alga verde-azulada, 1, 2

alquimia:

antimônio, 328n

Goethe, 1-2

Johann Friedrich Böttger, 1

mercúrio, 1, 2, 327n, 338n

numerologia triádica, 1

transmutação, 1

alterações alfa-beta, 1-2

alumínio (Al), 1-2, 3-4, 345n

“aluminum”, como termo, 1

Aluminum Company of America, 1-2

Alvarez, Luis, 1-2, 3, 4, 5

Alvarez, Walter, 1-2

American Chemical Society, 1

American Metal, 1

amerício (Am), 1, 2

aminoácidos, 1-2, 3, 4, 5

amônia, 1-2, 3, 333n

Amundsen, Roald, 1

anã marrom (estrela), 1

anãs brancas (estrelas), 1

anemia falciforme, 1, 2-6n

antibióticos, 1-2

antielétrons, 1, 2

antimônio (Sb), 1-2, 3, 328n

antiprótons, 1, 2

antissépticos, 1-2

argiria, 1, 339n

argônio (Ar), 1, 2, 3-4, 5, 6

arsênio (As), 1-2, 3

asfixia, 1-2, 341n

astato (At), 1, 2-3, 4

asteroides, 1, 2-3

átomos:

alterações alfa-beta, 1

césio, 1-2

Dmitri Mendeleiev, 330n

elétrons e orbitais, 1, 2-3, 4-5, 6

estados da matéria, 1, 2-3

feixes de elétrons, 1

panqueca de átomos, 1

perdidos do Quilograma oficial, 1-2

princípio da incerteza, 1

regra do octeto, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

superátomos, 1, 2-3

supercondutividade, 1-2

tabela periódica, 1-2

ver também elétrons; elementos; nêutrons; núcleos; prótons

Austrália, 1, 2-3

Avery, Oswald, 336n

B^2FH, 1, 2, 3, 4, 332n

Bacon, Francis, 1, 328n

bactéria, 1-2, 3

Bardeen, John, 1-2, 3, 330n

bário (Ba), 1, 2, 3, 4-5

Bartlett, Neil, 1

bases, 1-2

BEC (condensado de Bose-Einstein), 1, 2, 3-4, 5, 350n

Bedford, Sybille, 1, 345n

Berg, Otto, 1-2

berílio (Be), 1, 2, 3-4, 5-6, 7, 341n

berquélio (Bk), 1, 2-3

Big Bang (teoria), 1, 2, 3

Big Berthas (canhões), 1-2, 3

Biot, Jean Baptiste, 1

bismuto (Bi), 1-2, 3

Bohr, Niels, 1-2, 3-4

bóhrio (Bh), 1, 344n

bolhas:

antibolhas, 1-1n

bala de menta e, 1

cálcio, 1-2

células, 1, 2

ciências intuitivas, 1

Coca Diet e, 1

de chumbo em zircão, 1-2

de hélio e de urânio, 1-2

desenvolvimento de câmaras de bolhas, 1-2, 3, 4

Europa, 1-2

formação de, 1

sonoluminescência, 1-2, 350n

bombas atômicas:

bombas sujas, 1-2

fissão, 1-2, 3

método Monte Carlo, 1-2

plutônio, 1, 2-3, 4

União Soviética, 1, 2-3

urânio, 1, 2-3, 4, 5

bombas sujas, 1-2

boro (B), 1-2, 3

borracha galvanizada, 1

Bose, Satyendra Nath, 1-2, 3, 350n

Böttger, Johann Friedrich, 1-2

Bragg, William, 1, 2

Brahe, Tycho, 1, 338n

Brånemark, Per-Ingvar, 1-2, 3

Brattain, Walter, 1-2, 330n

bromo (Br), 1, 2, 3, 4, 5, 6-7

bronze, 1-2

Bunsen, bico de, 1-2, 3

Bunsen, Robert, 1-2, 3, 4

buracos negros, 1, 2, 3

Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), 1-2

cacodilatos, 1

cádmio (Cd), 1, 2-3, 4-5, 6, 7

calaverita, 1-2

cálcio (Ca):

abundância de, 1-2

bolhas, 1-2

estrôncio, 1

ossos, 1, 2

paladar, 1, 342n

produção do elemento, 1

califórnio (Cf ), 1, 2, 3, 4

câmaras de nuvens, 1

câncer:

e o gadolínio, 1-2

e o ouro, 1-9n

Canyon Diablo (meteoro), 1

carbono (C):

açúcares, 1

alfa, 1

alterações alfa-beta, 1-2

aminoácidos, 1-2, 3

bromo, 1

chumbo, 1

peso atômico, 1

prontosil, 1

silício, 1-2

carborano, 1, 2

Casa da Moeda Real da Inglaterra, 1-2

catalisadores, ródio, 1-2

células, 1, 2, 3, 4

cério (Ce), 1, 2, 3, 4

cerveja, 1-2

césio (Cs), 1-2, 3-2n

Chamberlain, Owen, 2, 337n

Chemical Society of London, 1

China, 1, 328n

chip de computador, 1-2

chumbo (Pb):

carbono e silício, 1

chumbo branco, 1-2

como veneno, 1, 2

e a idade da Terra, 1-2

e a radioatividade, 1-2

e o elemento, 1-2

e o polônio, 1

extração de, 1

isótopos, 1-2, 3

níveis ambientais, 1

Norilsk, Sibéria, 1

União Europeia, 1

Churchill, Winston, 1-2, 3

ciclotrons, 1, 2, 3

ciência patológica:

fusão a frio, 1-2, 3, 4, 348n

megalodontes, 1-2, 3-4

origem do termo, 347n

versus ciência politizada, pseudociência e loucura clínica, 1

William Crookes, 1-2, 3, 4, 5-6, 348n

ciências intuitivas, 1

circuitos integrados, 1-2

cirurgia protética, 1-2

cloro (Cl), 1-2, 3, 4, 5

cobalto (Co), 1-2, 3-4, 5

cobre (Cu), 1, 2, 3, 4, 5, 338n

coerência, 1-2

Coffey, Patrick, 328n

colágeno, 1-2

colheres que desaparecem, 1, 331n

coloides, 1, 349n

Columbia (ônibus espacial), 1-2, 3

cometas, 1, 2-3

computadores:

cádmio, 1

computadores humanos do Projeto Manhattan, 1-2

computadores quânticos, 1

método Monte Carlo, 1-2

Victor Ninov, 1

condensado de Bose-Einstein (BEC), 1, 2, 3-4, 5, 350n

constante de estrutura fina, 1-2, 3, 4

ver também alfa

constante de Planck, 1-2, 353n

constante gravitacional, 352n

constantes fundamentais, 1, 2-3, 352n

Convenção de Haia de 1899, 1-2, 3

copernício (Cn), 1, 2-5n

Copérnico, princípio de, 1

Cornell, Eric, 1-2, 350n

cratera, Península de Yucatán, 1

Crick, Francis, 1-2, 3-30n, 4-6n

criptônio (Kr), 1, 2, 3, 4-5, 6

cristais de bismuto, 1-2, 3

cristalografia com raios X, 1

crômio (Cr), 1

Crookes, Philip, 1-2, 347n

Crookes, tubos de, 1-2

Crookes, William, 1-2, 3, 4, 5-6, 7, 348n

Curie, Marie:

Ernest Rutherford, 1, 2

Prêmio Nobel, 1-2

radioatividade, 1, 2, 3-4, 5, 6-7

Curie, Pierre, 1-2, 342n

cúrio (Cm), 1, 2

darmstádtio (Ds), 1

Darwin, Charles, 1, 2, 3

decaimento alfa, 1-2, 3

decaimento beta, 1-2, 3, 340n, 354n

decaimento gama, 1

dentes de tubarão, e o manganês, 1-2

destruição mútua assegurada, 1

deutério, 332n, 343n

diamantes, 1, 2, 3

dinheiro:

e o cobre, 338n

elementos como, 1-2

európio, 1-2

falsificação, 1, 2-3, 4-5

metais de transição, 1

moedas, 1

o mito de Midas, 1-2, 3

papel-moeda, 1-2, 3

dinossauros, extinção dos, 1-2

disprósio (Dy), 1

DNA (ácido desoxirribonucleico): ácido fólico, 1

açúcares, 1

gadolínio, 1

informação genética, 336n

Linus Pauling, 1-2, 3-7n

primeiras células, 2

relógio circadiano, 1

sistema de espécies binomiais, 1

Döbereiner, Johann Wolfgang, 1-2, 346n

Döbereiner, lâmpada de, 1

doçura, e o berílio, 1-2

Domagk, Gerhard, 1, 2-3, 4, 340n

Domagk, Hildegard, 1-2

Drake, equação de, 1, 2-4n

Drake, Frank, 1, 2-4n

dualidade onda-partícula, 1-2

Dubna, Rússia, 1, 2, 3, 4

dúbnio (Db), 1-2, 3

Eddington, Arthur, 1, 352n

efeito fotoelétrico, 1

efeitos oligodinâmicos, 1, 2

Einstein, Albert:

alfa, 1-2, 3

condensado de Bose-Einstein, 1, 2, 3-4, 5, 350n

efeito fotoelétrico, 1

espaço e tempo, 1

luz, 1

Projeto Manhattan, 1

Prêmio Nobel, 1

relatividade, 1, 2, 3, 4, 5-6

sobre as teorias, 1

versus Newton, 1

einstênio (Es), 1, 2

eka-alumínio, 1, 2, 3

eka-lantânio, 1

elementos gasosos, 1

elementos líquidos, 1

elementos metálicos, 1, 2

elementos superpesados, 1-2, 3-5n

elementos transurânicos, 1, 2-3, 4-5, 6, 7

elementos:

anagramas, 1-6n

assinatura específica de sistemas solares, 1

assinaturas radioativas, 1

características, 1-2

como dinheiro, 1-2

conversão por decaimento radioativo, 1-2

dando nome aos, 1-2, 3, 4-5, 6-7, 8-9, 10, 11-12, 13, 14, 344n, 345n, 355n

elementos superpesados, 1-2, 3-5n

estrutura da tabela periódica, 1

feitos pelo homem, 1

fissão dos instáveis, 1-2, 3, 4-5

formação dos planetas rochosos, 1

formações gasosas gigantes, 1, 2-3, 4

frio extremo, 1, 2

fusão para criar novos, 1

ligações entre, 1-2

luz, 1-2

não descobertos, 1-2, 3-4

origem, 1-2

Platão, 1-2

ver também elementos específicos

elétrons:

ácidos, 1

alfa, 1

bromo, 1

canhões de feixes de elétrons, 1

carbono, 1-2, 3

césio, 1-2, 3-2n

computadores quânticos, 1

elétrons escondidos, 1-2, 3, 4

enxofre, 1

európio, 1-2

gadolínio, 1-2

germânio, 1

Gilbert Lewis, 1-2, 3, 4

háfnio, 1-2

lasers, 1-2

ligações entre íons, 1

metais alcalinos e halógenos, 1-2

metais de transição, 1-2

molibdênio, 1-2

movimento entre os átomos, 1-2

neodímio, 1-2

núcleos superpesados, 1

oxigênio, 1

pareamento, 1

plutônio, 1

pontos quânticos, 1

princípio da incerteza, 1

prótons, 1, 2, 3-4

regra do octeto, 1, 2, 3, 4, 5, 6

relógios atômicos, 1-2

silício, 1-2

solidez da matéria, 1, 2

superátomos, 1

supercondutividade, 1-2

supernovas, 1

tubos de Crookes, 2-3

tungstênio, 1-2

urânio, 1, 2

velocidade da luz, 1

xenônio, 1

encefalite letárgica, 1-2

enxofre (S):

e a guerra química, 1

e o cádmio, 1

e o DNA, 1, 336n

envenenamentos industriais, 1

Norilsk, 1

prontosil, 1-2, 3, 4-5

sulfonamida, 1

tríades, 1

érbio (Er), 1

escândio (Sc), 1

Esparta, 1, 2, 3

espectroscópios, 1-2, 3, 4, 5, 6

espiritualismo, 1-2

espuma quântica, 1

espumas, 1, 2, 3-1n

estados coletivistas da matéria, 1

estados da matéria, 1-2, 3, 4-5

estanho (Sn), 1, 2-3, 4-5, 6

estrôncio (Sr), 1-2

estrutura cristalina, 1, 2-3

estrutura fina: e elétrons, 1-2

eugenia, 1, 2, 330n, 335n

euro, 1

európio (Eu), 1-2

extinções, 1-2

Fajans, Kazimierz, 1-2, 3, 4-4n

falsificação, 1, 2-3, 4-5

feldspato, 1

Fermi, Enrico, 1-2, 3, 4-5, 6-7, 353n

férmio (Fm), 1, 2

ferro (Fe):

e a vida, 1

e o molibdênio, 1

e o núcleo da Terra, 1

e o tungstênio, 1-2

formação de planetas rochosos, 1-2

meteoros, 1

na fusão estelar, 1-2, 332n

fertilizantes:

e Fritz Haber, 1, 2-3

Feynman, Richard, 1, 2

física versus química, 1, 2-3

fissão:

bombas atômicas, 1-2, 3

David Hahn, 1-2, 3

elementos instáveis, 1, 2, 3-4

Emilio Segrè, 1-2

Enrico Fermi, 1-2

Ernest Lawrence, 1

Georgy Flyorov, 1

Ida Noddack, 1, 335n

Lise Meitner, 1-2

Luis Alvarez, 1

modelo da gota líquida, 334n

Oklo, África, 1-2

Otto Hahn, 1-2

urânio, 1, 2-3

Fleischmann, Martin, 1-2, 3, 4

flúor, 1

flúor (F), 1, 2, 3

fluorescência, 1, 344n

Flyorov, Georgy, 1-2, 3

força eletromagnética, 354n

força eletrostática, 1-2

força gravitacional, 1, 352n, 354n

força nuclear forte, 1-2, 354n

força nuclear fraca, 354n

formato da dupla hélice, 1

formato de tripla hélice, 1-2

fósforo (P), 1-2, 336n, 344n

fótons, 1-2, 3, 4-5, 6, 7, 8-50n

fotossíntese, 1, 2

França:

e a Alemanha, 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, 8-9, 10-40n

e a Rússia, 1

e o alumínio, 1

guerra química, 1, 2-3, 4

livre comércio, 1-2

nomes de elementos, 1

o caso Dreyfus, 1

frâncio (Fr), 1, 2-3, 4, 354n

Franck, James, 1

frio:

coerência, 1-2

comportamento dos elementos, 1, 2-3

estanho, 1-2

estrutura cristalina, 1-2

Robert Falcon Scott, 1-2

supercondutores, 1-2

Frisch, Otto, 1-2

fusão:

a frio, 1-2, 3, 4, 348n

alfa, 1

e Júpiter, 1, 332n

estelar, 1-2, 3, 4, 5, 332n

lasers, 1

portátil, 1

sonofusão, 1

superbombas, 1-2

Gadolin, Johan, 1-2

gadolínio (Gd), 1, 2, 3-4, 5-9n

gálio (Ga), 1-2, 3, 331n

Gandhi, Mahatma, 1-2, 3

gases inertes, 1-2, 3-4, 341n

gases nobres:

e a eletricidade, 1

e o alumínio, 1-2

e os orbitais fechados, 1

em compostos a baixas temperaturas, 1-2

estabilidade, 1

formas ideais de Platão, 1-2

gases nobres metálicos, 1

na estrutura da tabela periódica, 1, 2

nomes dos, 1-2

sonoluminescência, 1

germânio (Ge):

circuitos integrados, 1-2

semicondutores, 1-2, 3, 335n

versus semicondutores de silício, 1-2, 3

ghiorsium, 1-2

Ghiorso, Albert, 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, 8

glândula tireoide, 1, 2

Glaser, Donald, 1-2, 3, 4

Goeppert-Mayer, Maria, 1-2, 3

Goethe, Johann Wolfgang von, 1-2, 3-4

governo dos Estados Unidos:

alumínio, 1

ciência subatômica, 1

comércio de tungstênio, 1-2

Convenção de Haia, 1

destruição mútua assegurada, 1

exposição ao berílio, 341n

macarthismo, 1

projetos militares para cientistas, 1

grafite, 1, 2

grego, e os nomes dos elementos, 1, 2, 3

guerra química:

Alemanha, 1-2, 3

bromo, 1

cloro, 1-2

Convenção de Haia de 1899, 1-2, 3-4

Fritz Haber, 1-2, 3

na Grécia antiga, 1

Primeira Guerra Mundial, 1-2, 3, 333n

Haber, Fritz:

explosivos de nitrogênio, 1-2

guerra química, 1-2

Metallgesellschaft, 1

nitrogênio para conversão da amônia, 1, 2, 333n

relação com Clara Immerwahr, 1, 2

háfnio (Hf ), 1, 2-3, 4-3n

Hahn, David, 1-2, 3, 4-8n

Hahn, Otto, 1, 2, 3-4, 344n

Hale-Bopp (cometa), 1

Hall, Charles, 1, 2-3, 345n

halógenos, 1-2, 3, 4

Hannan’s Find, 1-2

hássio (Hs), 1, 355n

Heisenberg, Werner, 1

hélio (He):

e a fusão estelar, 1-2, 3

e sua “elementidade”, 1-2

em compostos, 1

fusão a frio, 1

Júpiter, 1-2

partículas alfa, 1-2

simplicidade e abundância, 1, 2, 327n

superfluidez, 1

hemoglobina, 1, 2-3, 4, 5-6n

Hevesy, György, 1-2, 3-4, 343n

hidrogênio (H):

água pesada, 1, 2, 3, 4, 343n

câmaras de bolhas, 1-2

e a mecânica quântica, 1

e compostos de argônio, 1-2

e paládio, 1-2, 3

e platina, 1

fusão estelar, 1-2, 3

paladar, 1

simplicidade e abundância, 1, 2

superbombas, 1-2

hidrogênio metálico, 1-2

hidrogênio pesado, 1-2

Hiroshima, Japão, 2, 3

Hitler, Adolph, 1, 2, 3, 4, 5, 6

hólmio (Ho), 1, 2

Hoyle, Fred, 1, 2

Hutton, James, 1

I.G. Farbenindustrie (IGF), 1-2, 340n

ilha de estabilidade, 1, 2-3, 4

imagem por ressonância magnética, 1, 2-3

Immerwahr, Clara, 1, 2

Índia, 1-2

índio (In), 1-2

Inglaterra:

e o tungstênio, 1

guerra química, 1-2

livre comércio, 1-2

Instituto Pasteur, 1, 2-3

inversão de par, 1

iodo (I), 1, 2-3, 4, 5, 6

íons:

e a prata, 1

e o DNA, 1, 2

e e o európio, 1

e o magnésio, 1

formação, 1

ligações, 1-2

paladar, 1-2

irídio (Ir):

densidade, 1-7n

e a caneta Parker 1, 2-3, 4-7n

e o Protótipo Internacional do Quilograma, 1-2, 3

fontes, 1-2, 3

isótopos:

chumbo, 1-2, 3

Ernest Lawrence, 1

neodímio, 1

nêutrons, 1, 2

William Crookes, 1

itai-itai, doença de, 1-2

itérbio (Yb), 1, 339n

ítrio (Y), 1, 2, 3, 4-5

Jabbour, Zeina, 1

Japão, 1, 2, 3, 4-5

Jewett, Frank Fanning, 1

Joliot-Curie, Frédéric, 1, 2

Joliot-Curie, Irène, 1, 2, 3-4, 5-6, 7-8

Júpiter, 1-2, 3, 332n

káons, 1, 2

Kelvin, Lord (William Thomson), 1, 2-3, 4-5

Kilby, Jack, 1-2, 3, 330n

King, Otis, 1-2

Knowles, William, 1-2, 3-1n

Laboratório de Radiação de Berkeley, 1

ver também Universidade da Califórnia em Berkeley

Laboratórios Bell, 1-2, 3

lacrimogêneos, 1, 2-3

Langevin, Paul, 1

lantanídeos, 1-2, 3-4, 5-6, 7, 8-9

lantânio (La), 1, 2, 3-4

lasers:

e a amônia, 333n

e o európio, 1

e o neodímio, 1, 2

e os elétrons, 1-2

esfriando átomos, 1

lasers de matéria, 1

latão, 1-2, 3

latim, e os nomes dos elementos, 1, 2, 3, 4, 355n

Laue, Max von, 1

laurêncio (Lr), 1

Lawrence, Ernest, 1, 2-3, 343n

L-dopa, 1

Lecoq de Boisbaudran, Paul Émile François, 1-2, 3

lei periódica, 1, 2

leite, 1, 2

lepra do estanho, 1, 2-9n

Lewis, Gilbert:

e os elétrons, 1-2, 3, 4

Prêmio Nobel, 1, 2, 3, 4, 5, 343n

Projeto Manhattan, 1

ligações, 1-2, 3-4

duplas, 1

lítio (Li):

como estabilizador emocional, 1-2

fusão estelar, 1-2

paladar, 1

reatores nucleares, 1

simplicidade e abundância, 1

universo primordial, 1

Litvinenko, Alexander, 1, 2-3

Los Alamos, Novo México, 1, 2, 341n

Lowell, Robert, 1-2, 3

lutécio (Lu), 2-3, 4

luz:

dualidade onda-partícula, 1-2

e medidas de comprimento, 1

e o cromo, 1

e os elementos, 1

e separação de urânio, 1

elétrons movendo-se entre os orbitais, 1-2, 3-4

fluorescência, 1, 344n

quiralidade, 1-2

velocidade, 1, 2-3, 353n

Lysenko, Trofim, 1, 2

macarthismo, 1, 2

magnésio (Mg), 1, 2, 3, 4-5

magnetização, 1-2

manganês (Mn), 1-2, 348n

Marte, 1, 2, 3, 332n, 354n

masers, 1-2, 3, 333n

matéria, estados da, 1-2, 3, 4-5

Mayer, Joseph, 1

McMillan, Edwin, 1, 2-3, 4, 5

mecânica quântica:

Albert Einstein, 1, 2

como ferramenta matemática, 1, 2

e Stálin, 1

efeito fotoelétrico, 1

elétrons, 1

Linus Pauling, 1

Niels Bohr, 1-2, 3

pontos quânticos, 1-2

princípio da incerteza, 1

reações em cadeia, 1

Satyendra Nath Bose, 1

versus relatividade, 1-2

Medal, Davy, 1

medicamentos com sulfa, 1-2

medição do tempo, 1-2

medições de peso, 1-2

megalodontes, 1-2, 3-4, 348n

meia-vida, 1

Meitner, Lise, 1, 2-3, 334n, 344n

meitnério (Mt), 1, 2

Mendeleiev, Dmitri:

átomos, 330n

como pai da tabela periódica, 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, 8

comparado a Niels Bohr, 1-2

lantanídeos, 1-2, 3

mendeleiévio, 1

peso atômico, 1-2, 3-4

mendeleiévio (Md), 1, 2

mercúrio (Hg):

como elemento líquido, 1, 2

como veneno, 1-2, 3, 338n

e a supercondutividade, 1, 2

na alquimia, 1, 2, 327n, 338n

no fígado de bovinos, 1

peso atômico, 1

propriedades, 1-2

Mercúrio, 1, 2

metais alcalinos, 1-2

metais de transição, 1-2, 3-4, 5, 6-7

metais pesados, 1, 2, 3, 4, 5

metais terras-raras, 1, 2, 3-4, 5-6, 7, 8-9, 10

Metallgesellschaft, 1-2

meteoros, 1, 2-3

método Monte Carlo, 1-2

metrologistas, 1-2

metros, 1, 2

Meyer, Julius Lothar, 1, 2, 3, 4

Miescher, Friedrich, 1, 336n

minas de Kamioka, Japão, 1-2

miraculina, 1, 2

mitos, 1-2, 3, 4

Moholy-Nagy, László, 1, 2-3

moléculas orgânicas, 1, 2

molibdênio (Mo), 1-2, 3, 4-5, 6

Monumento de Washington, 1, 2, 3

Moseley, Henry, 1-2, 3, 4, 333n

múons, 1, 2

Nagasaki, Japão, 1, 2, 3

Nasa, 1-2, 3

Nêmesis (estrela teórica), 1-2, 333n

neodímio (Nd), 1, 2, 3-4, 5

neônio (Ne), 1, 2-3, 4

Nernst, Walther, 1

netúnio (Np), 1, 2, 3, 4

Netuno, 1

Neumann, John von, 1-2, 3-4

nêutrons:

camadas nucleares, 1-2

canhão de nêutrons, 1, 2

e a água pesada, 1, 2

e a radioatividade, 1-2, 3-4

e a salgadura, 1

e o gadolínio, 1

e o hidrogênio, 2

e os núcleos mágicos, 1-2

força nuclear forte, 1-2

isótopos, 1, 2

partículas alfa, 1

reações em cadeia, 1-2, 3

supernovas, 1

ver também núcleos

New York Times, 1, 2, 337n, 3-9n

New Yorker, 1, 2, 3, 334n

Newton, Isaac, 1, 2, 3, 4, 5

Ninov, Victor, 1-2

nióbio (Nb), 1-2, 3

níquel (Ni), 1-2, 3-4, 5, 332n

nitrogênio (N):

explosivos, 1

Fritz Haber, 1-2, 3, 333n

nas plantas, 1-2

no prontosil, 1

nos aminoácidos, 1-2, 3

sonoluminescência, 1, 2

veículo espacial da Nasa, 1-2, 341n

níveis energéticos, 1, 2-3, 4-5

Nobel, Alfred, 1

nobélio (No), 1

Noddack, Ida, 1-2, 335n

Noddack, Walter, 1-2

Norilsk, Sibéria, 1, 334n

núcleos mágicos, 1-2, 3-4

núcleos:

alfa, 1

astato, 1-2

estabilidade, 1-2, 3-4, 5, 6-7

fissão, 1

frâncio, 1-2, 3

Maria Goeppert-Mayer, 1-2

prótons e número atômico, 1-2

radioatividade, 1

supercondutividade, 1

versus elétrons nos elementos, 1

ver também nêutrons;

prótons nucleossíntese estelar, 1, 2

número atômico, 1, 2, 3, 4

nuvens de poeira interestelar, 1

Ogawa, Masataka, 1, 333n

Oklo, África, 1-2

orbitais, 1, 2, 3-4, 5, 6, 7-8, 9-10, 11, 12, 13

orbitais D, 1, 2

orbitais F, 1, 2

orbitais P, 1

orbitais S, 1

origem do sistema solar, 1-2

ósmio (Os), 1, 2, 3, 4-8n, 333n

ossos:

cádmio, 1-2

cálcio, 1, 2

como espuma, 1-2

fossilizado, 1

raios X, 1, 2, 3-4

titânio, 1-2, 3

ouro (Au):

design, 1

e o mercúrio, 1

e o telúrio, 1-2

e o tratamento do câncer, 1-9n

e o vanádio, 1

extração de, 1, 2-3

maciez do, 1

oxigênio (O):

água, 1

e a hemoglobina, 1, 2

e o alumínio, 1

e o prontosil, 1

espaçonaves da Nasa, 1-2, 341n

nos aminoácidos, 1-2, 3

núcleo estável do, 1, 2

sonoluminescência, 1-2

paladares, 1-2, 3-2n

paládio (Pd), 1-2, 3, 348n

panqueca de átomos, 1

paradoxo de Fermi, 1, 2

pares de Cooper, 1

Parker 1, caneta, 2-3, 4, 5-7n

Parker, Kenneth, 1-2

partículas:

a luz como, 1-2

alfa, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7-8, 9

beta, 1

e o princípio da incerteza, 1-2, 3, 4-50n

partículas subatômicas, 1, 2, 3, 4

Pasteur, Louis, 1-2, 3

pasteurização, 1

Patterson, Clair, 1-2

Pauling, Linus:

e Donald Glaser, 1

e a biologia, 1-2, 3, 4-6n

e Emilio Segrè, 1-2, 3

e o DNA, 2-3, 4-7n

e o Prêmio Nobel, 1

Pauling, Peter, 1, 2

penetradores de energia cinética, 1

penicilina, 1

Perrier, Carlo, 1-2

peso atômico:

carbono, 1

chumbo, 1

Dmitri Mendeleiev, 1-2, 3-4

prótons e nêutrons, 1, 2-3

píons, 1, 2

pirita de ferro, 1-2

planetas gasosos gigantes, 1, 2, 3

planetas rochosos, origens dos, 1

planetas, origem dos, 1

plasma, 1, 2, 349n

Platão, 1-2, 3, 4

platina (Pt), 1, 2-3, 4

Plutão, 1

plutônio (Pu):

batizando o, 1, 2

bombas atômicas, 1, 2-3, 4

ciência Monte Carlo, 1

e o amerício e o cúrio, 1

netúnio, 1

valor do, 1

pneumatose, 1

pneumoconiose, 1, 2

Polônia, 1-2

polônio (Po), 1, 2, 3-4, 5, 6, 7

Pons, B. Stanley, 1-2, 3, 4

pontos quânticos, 1-2

porcelana, 1-2

Portugal, 1-2

pósitrons, 1, 2

potássio (K), 1, 2, 3, 4

praseodímio (Pr), 1, 2

prata (Ag), 1, 2-3, 4-5, 6-7, 8, 339n

Prêmios Nobel:

Albert Einstein, 1

Alfred Nobel, 1

Carl Wieman, 1, 350n

Donald Glaser, 1

e a Alemanha, 1-2, 3

e a supercondutividade, 1

e cientistas norte-americanos, 1-2

Edwin McMillan, 1

Emilio Segrè, 1, 2

n Enrico Fermi, 1-2, 3

Eric Cornell, 1, 350n

Ernest Rutherford, 1, 2

Francis Crick, 1

Fritz Haber, 1-2

Gerhard Domagk, 1-2

Gilbert Lewis, 1-2, 3, 4, 5, 343n

Glenn Seaborg, 1

Goeppert-Mayer, Maria, 1, 2

György Hevesy, 1, 2-3, 4

Irène Joliot-Curie, 1, 2

James Franck, 1

James Watson, 1

John Bardeen, 1-2, 3

Kazimierz Fajans, 1-2, 3, 4-4n

Leon Cooper, 1

Linus Pauling, 1

Lise Meitner, 1-2, 344n

Marie Curie, 1-2, 3-4

Max von Laue, 1

Niels Bohr, 1-2

Otto Hahn, 1-2, 344n

Pierre Curie, 1, 2

Robert Schrieffer, 1

Walter Brattain, 1-2

Wilhelm Röntgen, 1

William Bragg, 1

William Knowles, 1

William Shockley, 1-2

Primeira Guerra Mundial:

dando nomes aos elementos, 1

demanda de metais pelos japoneses, 1

guerra química, 1-2, 3, 333n

Henry Moseley, 1

molibdênio, 1-2

princípio da incerteza, 1-2, 3, 4-50n

Projeto Manhattan: Albert Einstein, 1

Clair Patterson, 1

Gilbert Lewis, 1

Glenn Seaborg, 1, 2

Leo Szilard, 1

Linus Pauling, 1

Lise Meitner, 1-2

Maria Goeppert-Mayer, 1

método Monte Carlo, 1-2

partículas subatômicas, 1

Prêmios Nobel, 1

separação de urânio, 1

promécio (Pm), 1-2, 3, 4, 5, 6

prontosil, 1-2, 3

protactínio (Pa), 1, 2, 3, 4-5, 6, 344n

proteínas:

aminoácidos, 1-2, 3

carbono, 1-2

e o DNA, 1-2

Linus Pauling, 1

primeiras células, 1

quiralidade, 1-2

relógio circadiano, 1

prótons:

ácidos, 1

camadas nucleares, 1-2

decaimento, 1

elétrons, 1-2, 3, 4

força nuclear forte, 1

hidrogênio, 1-2

núcleos mágicos, 1

número atômico, 1, 2, 3

partículas alfa, 1

peso atômico, 1, 2-3

reatores regeneradores, 1

supernovas, 1

ver também núcleos

Protótipo Internacional do Quilograma, 1-2, 3

Putterman, Seth, 1-2, 350n

quasares, 1-2

Quilograma oficial K1, 2

quilogramas, 1-2, 351n

química versus física, 1, 2-3

quiralidade, 1-2, 3-4, 361n

radiação gama, 1

rádio (Ra), 1-2, 3-4, 5, 6, 7, 342n

radioatividade:

a idade da Terra, 1-2, 3-4

assinaturas radioativas, 1

berílio, 1

chumbo, 1-2

decaimento, 1-2, 3, 4, 5-6, 7, 353n, 354n

detectores, 1, 2, 3, 4

envenenamento, 1, 2, 3-4

Ernest Rutherford, 1-2

gadolínio, 1-2

Irène Joliot-Curie, 1

Lord Kelvin, 1-2

Marie Curie, 1, 2, 3-4, 5, 6-7

nêutrons, 1-2, 3-4

polônio, 1, 2, 3-4, 5, 6, 7

rastreadores, 1-2, 3

urânio, 1

William Crookes, 1

radônio (Rn), 1, 2, 3, 4

raios X, 1, 2, 3, 4, 5-6, 7

rastreadores, 1-2, 3

reações em cadeia, 1-2, 3, 4, 5

reatores nucleares, 1-2, 3-4

receptores sensitivos, paladar, 1-2

regra do octeto, 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, 8

relatividade, 1, 2, 3, 4, 5, 6-7

relógios atômicos, 1-2, 3, 4-2n

rênio (Re), 1-2, 3-4, 333n

República Democrática do Congo, 1-2

resistência elétrica, 1

resposta imunológica, 1-2

Revigators, 1, 2

relógio circadiano, 1-2

RNA, e as primeiras células, 1

ródio (Rh), 1-2, 3

roentgênio (Rg), 1, 2

Röntgen, Bertha, 1-2, 3

Röntgen, Wilhelm, 1, 2-3, 4

Royal Society, 1-2, 3

Ruanda, 1, 2

rubídio (Rb), 1-2, 3-2n

Rússia, 1, 2-3, 4-5, 6-7, 8, 9

ver também União Soviética rutênio (Ru), 1, 2-3, 4-7n

Rutherford, Ernest, 1, 2, 3, 4, 5, 6-7

rutherfórdio (Rf ), 1, 2, 3

Sacks, Oliver, 1, 331n, 348n

sal, 1-2

sal comum (não iodado), 1-2

sal iodado, 1-2

Salazar, Antonio, 1-2

samário (Sm), 1, 2, 3

Scerri, Eric, 1, 2, 3-1n, 4-3n

Schott, Max, 1-2

Schrieffer, Robert, 1, 349n

Scott, Robert Falcon, 1-2, 3, 4-9n

Seaborg, Glenn:

cúrio, 1-2

descoberta de novos elementos, 1-2, 3, 4, 334n

Emilio Segrè, 1

Ernest Lawrence, 1

estrutura da tabela periódica, 1-2, 3

hahnium, 1

mendeleiévio, 2

plutônio, 1

seabórgio, 1-2, 3

seabórgio (Sg), 1-2

Segrè, Emilio:

antiprótons, 1

fissão, 1-2

Linus Pauling, 1-2, 3, 4

Prêmio Nobel, 1, 337n

promécio, 1

revista Time, 1-2, 3

Segunda Guerra Mundial: 1

canetas Parker 1, 2

ciência subatômica, 1

Gilbert Lewis, 1

I.G. Farbenindustrie, 340n

medicamentos com sulfa, 1

minas de Kamioka, 1-2

molibdênio, 1-2

projetos militares para cientistas, 1

refugiados, 1

tungstênio, 1-2

ver também Projeto Manhattan

selênio (Se), 1, 2, 3-4

semicondutores, 1, 2-3, 4, 5-6, 345n

Shakespeare, William, 1, 2, 3, 4

Shlyakhter, Alexander, 1, 2

Shockley, William:

amplificadores de silício, 1

eugenia, 1, 2

Prêmios Nobel, 1

revista Time, 1

transistores de germânio, 1-2, 335n

Shoemaker-Levy 1, cometa, 2, 3

siderófilos, 1, 333n

silício (Si):

chumbo, 1

como imitação de carbono, 1-2

complexidade dos organismos, 330n

fusão estelar, 1

pneumatose, 1

pneumoconiose, 1-2

semicondutores, 1, 2-3, 4, 5

versus semicondutores de germânio, 1-2, 48n

vida baseada em silício, 1-2

simetria quiral, 1-2, 3-4, 339n, 340n

sistemas de espécies binomiais, 1

sistemas solares, assinaturas elementares, 1-2

sódio (Na), 1, 2-3, 4, 5, 6

Sol, 1-2, 3, 4, 333n

solda, 1, 2-9n

sonar, 1, 2-3

sonoluminescência, 1, 2, 350n

spin, e os elétrons, 1, 2

Sputnik, 1, 2

Stálin, Joseph, 1-2

Suécia, 1, 2, 3, 4

Suíça, 1

sulfonamida, 1-2

superátomos, 1, 2-3

superbombas, 1-2

supercondutividade elétrica, 1-2

supercondutores, 1, 2-3, 4

superfluidos, 1, 2, 3

supernovas, 1, 2, 3, 4

supersólidos, 1

Szilard, Leo, 1, 2, 3

tabela periódica:

átomos, 1-2

e alfa, 1

Dmitri Mendeleiev, 1, 2-3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

elétrons, 1, 2, 3-4

estrutura da, 1-2, 3, 4-5, 6, 7, 8, 9-10, 11-12, 13

Goethe, 1-2

Johann Wolfgang Döbereiner, 1-2

Julius Lothar Meyer, 1, 2

variações, 1-2, 355n

talidomida, 1, 340n

tálio (Tl), 1, 2-3, 4, 5, 6, 337n

tântalo (Ta), 1-2

táquions, 1

tecnécio (Tc), 1, 2, 3-4, 5

telefones celulares, 1-2

telescópio espacial Hubble, 1

telúrio (Te), 1, 2-3, 4-5, 6, 344n

temperatura:

calaverita, 1-2

elementos sólidos, líquidos e gasosos, 1, 2

fusão portátil, 1

gálio, 1, 331n

germânio, 1

guerra química, 1

hélio, 1

ítrio, 1

magnésio, 2

molibdênio, 1

padrões, 1, 2

paládio, 1-2

porcelana, 1-2

silício, 1

velocidade das partículas, 1

ver também frio

tempo astronômico, 1, 2

teoria BCS da supercondutividade, 1

térbio (Tb), 1

termodinâmica, e a idade da Terra, 1-2

Terra:

constante gravitacional, 352n

elementos, 1, 2-3, 4, 5-6, 7, 8, 9-10, 327n, 330n

equação de Drake, 1-4n

idade da, 1-2, 3-4

mensuração do tempo, 1

vida, 1-2

Texas Instruments (TI), 1-2

Thompson, D’Arcy Wentworth, 1

Thomson, William (Lord Kelvin), 1, 2-3, 4-5

Time (revista):

comitê do Nobel, 1

Homens do Ano de 1960, 1-2, 3, 4, 5, 6, 335n

Norilsk, Rússia, 334n

promécio, 1

William Shockley, 1

titânio (Ti), 1-2, 3, 4

tório (Th):

batismo do, 1

David Hahn, 1-2

elementos superpesados, 1-5n

inversão do par tório-protactínio, 1

magnésio, 1

tônicos para a saúde, 1

urânio, 1

Townes, Charles, 1, 2, 333n, 335n

transistores:

de germânio, 1-2, 3, 335n

de silício, 1, 2-3, 4, 335n

tríades químicas, 1, 2

Tschirnhaus, Ehrenfried Walter von, 1-2

túlio (Tm), 1, 2

tungstênio (W), 1, 2-3

Twain, Mark, 1-2, 347n

U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST), 1, 2

Ulam, Stanislaw, 1-2

União Europeia, 1, 2-3

União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac), 1

União Soviética:

atitudes em relação à ciência, 1-2

bombas atômicas, 1, 2-3,

descoberta de novos elementos, 1, 2-3

guerra química, 1

riqueza mineral, 1

ver também Rússia

Universidade da Califórnia em Berkeley:

descoberta de novos elementos, 1-2, 3, 4

Donald Glaser, 1

Emilio Segrè, 1, 2, 3

Ernest Lawrence, 343n

Gilbert Lewis, 1-2, 3, 4

Glenn Seaborg, 1

Linus Pauling, 1-7n

Luis Alvarez, 1

Universidade de Chicago, 1, 2

uraninita, 1, 2

urânio (U):

bombas atômicas, 1, 2-3, 4, 5

berílio, 1

e a idade da Terra, 1-2, 3-4

elementos transurânicos, 1-2, 3

elétrons escondidos, 1

estabilidade, 1-2

fissão, 1, 2-3

hélio, 1-2

Marie e Pierre Curie, 1-2

Oklo, África, 1-2

separação com a luz, 1

Urano, 1, 2

zircão, 1-2

Urbain, Georges, 1-2, 3, 333n

vacina contra a raiva, 1, 2

vacinas, e o mercúrio, 327n

vanádio (V), 1, 2-3, 338n

venenos:

berílio, 1, 341n

cádmio, 1-2, 3

chumbo, 1, 2

mercúrio, 1-2, 3, 338n

polônio, 1, 2

radiação venenosa, 2, 3, 4-5

radônio, 1

tálio, 1, 2-3, 337n

vida alienígena, 1-2, 3-4, 5, 6

vírus mosaico do tabaco, 1-2, 3-30n

Volta, Alessandro, 1

vulcões, 1-2, 3, 4, 5

Watson, James, 1-2, 3-30n, 4-7n

Wheeler, John Archibald, 1

Wieman, Carl, 1-2, 350n

xenônio (Xe), 1, 2, 3-4, 349n

Young, Graham Frederick, 1, 2

Ytterby, Suécia, 1, 2-3, 4, 5-2n

Zaire, ver República Democrática do Congo zero absoluto, 1-2, 3

zinco (Zn), 1-2, 3, 4-5

zircão, e a idade da Terra, 1

zircônio (Zr), 1-2, 3-4

Zyklon A e B, 1, 2, 340n

Título original:

The Disappearing Spoon

(And Other True Tales of Madness, Love, and the History

of the World from the Periodic Table of Elements)

Tradução autorizada da primeira edição americana,

publicada em 2010 por Little, Brown and Company,

de Nova York, Estados Unidos

Copyright © 2010, Sam Kean

Copyright da edição brasileira © 2011:

Jorge Zahar Editor Ltda.

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A reprodução não autorizada desta publicação, no todo

ou em parte, constitui violação de direitos autorais. (Lei 9.610/98)

Grafia atualizada respeitando o novo

Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa

Preparação: Juliana Romeiro | Revisão: Eduardo Farias, Clara Diament

Indexação: Leonardo Lucas | Capa: Sérgio Campante

ISBN: 978-85-378-0741-5

Edição digital: julho 2011

Arquivo ePub produzido pela Simplíssimo Livros

Table of Contents

Capa

Sumário

Introdução

PARTE I Orientação: coluna por coluna, linha por linha

1. Geografia como destino

2. Quase gêmeos e as ovelhas negras: a genealogia dos elementos

3. As ilhas Galápagos da tabela periódica

PARTE II Fazendo átomos, quebrando átomos

4. De onde vêm os átomos: “Todos somos feitos do material das estrelas”

5. Elementos em tempos de Guerra

6. Completando a tabela… com um estrondo

7. Ampliando a tabela, expandindo a Guerra Fria

PARTE III Confusão periódica: o surgimento da complexidade

8. Da física à biologia

9. O corredor do envenenamento

10. Pegue dois elementos, me acorde de manhã cedo

11. Como os elementos enganam

PARTE IV Os elementos da personalidade humana

12. Elementos politicos

13. Elementos como dinheiro

14. Elementos artísticos

15. Um elemento de loucura

PARTE V A ciência dos elementos, hoje e amanhã

16. O caminho da química, bem abaixo de zero

17. Esferas de esplendor: a ciência das bolhas

18. Instrumentos ridiculamente precisos

19. Acima (e além) da tabela periódica

Notas e errata

Bibliografia

Créditos e agradecimentos

Tabela periódica dos elementos

Índice

Copyright