SEARA DA CIÊNCIA
CURIOSIDADES DA FÍSICA
José Maria Bassalo



Efeito Ramsauer-Townsend.

Em 1921 (Annalen der Physik 64, p. 513), o físico alemão Carl Wilhelm Ramsauer (1879-1955) estudou o espalhamento de elétrons de muito baixa energia ( ) nos gases inertes argônio ( ), kriptônio ( ) e xenônio ( ). Para o argônio, por exemplo, observou que a secção de choque efetiva desse espalhamento era muito maior do que a calculada pela Teoria Cinética dos Gases. Ainda em 1921 (Annalen der Physik 66, p. 546), ao estudar aquele espalhamento para uma faixa maior de energia dos elétrons, Ramsauer percebeu que houve uma surpreendente variação na secção de choque. Destaque-se que, por ocasião dessas experiências, Ramsauer cunhou o termo – e o conceito associado - secção de choque efetiva (``Wirkungsquerschnitt’’), que se tornaria um dos conceitos mais importantes no desenvolvimento posterior da Física Atômica e Nuclear. [F. Fraunberger, IN: C. C. Gillispie (Editor), Dictionary of Scientific Biography (Charles Scribner´s Sons, 1981).]
Logo depois, em 1922 (Philosophical Magazine 43; 44, pgs. 593; 1033), os físicos ingleses Sir John Sealy Edward Townsend (1868-1957) e V. A. Bailey examinaram o espalhamento estudado por Ramsauer, para elétrons de energia no intervalo , e, usando um método diferente do usado pelo físico alemão, encontraram que o máximo do livre caminho do elétron ocorre em torno de . Essas observações experimentais de Ramsauer e Townsend ficaram conhecidas como Efeito Ramsauer-Townsend (ER-T).
Com o desenvolvimento da Mecânica Quântica Ondulatória (MQO), entre 1925 e 1927 (vide verbete nesta série), o ER-T foi facilmente explicado como sendo devido ao tunelamento da onda deBroglieana associada ao elétron (representada pela função de onda de Schrödinger), através de uma barreira/poço de potencial, como se pode ver, por exemplos, nos textos: Sir Nevill Francis Mott and H. S. W. Massey, The Theory of Atomic Collisions (Clarendon Press, Oxford, 1971); R. L. Sprull and W. A. Phillips, Modern Physics (John Wiley and Sons, 1980).] Em 1929 (Annalen der Physik 3, p. 536), Ramsauer e R. Kollath confirmaram que os gases nobres utilizados nas experiências eram transparentes para uma energia cinética crítica; em 1968 (American Journal of Physics 36, p. 701), Stephen G. Kukolich demonstrou o efeito Ramsauer-Townsend (ER-T) para o ; e em 2002 [Tópicos da Mecânica Quântica de de Broglie-Bohm (EDUFPA)], os físicos brasileiros José Maria Filardo Bassalo (n.1935), Paulo de Tarso Santos Alencar (n.1940), Mauro Sérgio Dorsa Cattani (n.1942) e Antonio Boulhosa Nassar (n.1953), estudaram o ER-T em meios dissipativos, usando a Mecânica Quântica de de Broglie-Bohm (MQBB). Nesse estudo, eles mostraram que a MQBB reproduz os mesmos resultados obtidos pela MQO para o ER-T, e, além disso, para barreiras delgadas (“thin”) com bordas aguçadas (“sharp-edged”) de potenciais dissipativos Kostianos, caracterizados por uma constante de dissipação ( ) pequena, eles observaram que o tunelamento aumenta, o que poderá produzir velocidades superluminais para os elétrons emergentes. É oportuno registrar que, em 1972 (Journal of Chemical Physics 57, p. 3539), M. D. Kostin propôs uma equação de Schrödinger não-linear para representar os sistemas não-conservativos, cuja expressão pode ser vista no livro citado acima.