CURIOSIDADES DA FÍSICA
José Maria Filardo Bassalo
www.bassalo.com.br

Fermi e seus Primeiros Trabalhos Científicos.

 

Em verbetes desta série falamos sobre alguns aspectos curiosos da vida (principalmente o interesse pela Matemática) e do trabalho científico do físico ítalo-norte-americano Enrico Fermi (1901-1954; PNF, 1938). Neste verbete, vou destacar outros aspectos relacionados com seus primeiros trabalhos científicos, usando para isso o livro Enrico Fermi Physicist (The University Chicago Press, 1972) escrito por seu grande amigo, o também físico ítalo-norte-americano Emílio Gino Segrè (1905-1989; PNF, 1959). Em 1921, o físico germano-suíço-norte-americano Albert Einstein (1879-1955) ganhou o Prêmio Nobel de Física (PNF) por “seus serviços à física teórica”, segundo o Comitê Nobel. Embora não explicitamente dito, creio que tais “serviços” incluíam a explicação teórica do efeito fotoelétrico e a Teoria da Relatividade Restrita, escritos em 1905, e a Teoria da Relatividade Geral, de 1915. Assim, no começo da década de 1920, as Relatividades (note que, na Restrita, havia a célebre dependência da massa de um corpo, dotado de carga elétrica ou não, com a sua velocidade) eram a moda no mundo, particularmente, na Itália, onde Fermi era aluno da Scuola Normale Superiore di Pisa, que era associada com a Universidade de Pisa. Vejamos como Fermi foi estudar em Pisa, já que nascera em Roma.

                   Em julho de 1918, depois de concluir em dois anos o triênio do Ginnasio-Liceo Umberto Primo, Fermi se preparava para entrar na Universidade de Roma. Seu mestre e amigo, o engenheiro italiano Adolfo Amidei (1877-1965), contudo, sugeriu-lhe que se inscrevesse no exame de admissão para entrar na prestigiosa Scuola Normale Superiore di Pisa (SNSP) exame esse que se realizou em 14 de novembro de 1918, cujo tema era o seguinte: Caratteri distintivi dei suoni e loro cause (“Caráter distinto do som e sua causa”). Como a Scuola Normale era associada à Universidade de Pisa (UP), conforme registramos acima, o aluno que entrasse nessa Escola para conseguir seu disputadíssimo Diploma, também poderia obter o Doutoramento da UP. Assim, enquanto realizava seus estudos universitários em Pisa, Fermi escreveu seus dois primeiros artigos e que foram publicados, em 1921 (Nuovo Cimento 22, pg. 176; 199) nos quais discutiu, basicamente, a origem da massa de uma carga elétrica em movimento e sua relação com o campo gravitacional uniforme. Depois disso, Fermi dedicou a primeira metade do ano de 1922 para obter o Doutoramento da UP e o Diploma da SNSP, o que aconteceu, respectivamente, nos dias 04 e 07 de julho ainda de 1922. A Tese de Doutoramento, que recebeu a aprovação magna cum laude, versava sobre um trabalho experimental, com a introdução de um estudo teórico, relacionado com a reflexão de raios-X em metais torcidos e suas imagens; a Dissertação para a SNSP tratou de dois teoremas probabilísticos, ambos tratando da soma de muitas quantidades, cada uma delas com uma dada distribuição estatística, e algumas aplicações, tais como a trajetória de asteróides e de cometas. 

                   Essas duas teses têm aspectos curiosos a destacar. A parte experimental sobre a difração dos raios-X e suas imagens foi desenvolvida no laboratório do Departamento de Física da UP, dirigido pelo físico italiano Luigi Puccianti (1875-1946), no qual eram professores, desde o outono de 1920, os jovens físicos italianos: Fermi, Franco Rama Dino Rasetti (1901-2001) e Nello Carrara (1900-1993) (também engenheiro eletrônico). Essa tese de Fermi foi mais trabalhada em dois artigos publicados: 1922 (Nuovo Cimento 22, p. 133) e 1923 (Nuovo Cimento 25, p. 63).  A Dissertação para a SNSP recebeu crítica de seus examinadores, segundo testemunho do físico italiano Giovanni Polvani (1892-1970), que era o primeiro assistente de Puccianti. A crítica era relacionada ao cálculo que Fermi fez sobre a possível trajetória hiperbólica que um cometa teria ao interceptar a órbita do planeta Júpiter. Registre-se que, em virtude dessa crítica, Fermi não submeteu esse cálculo à publicação; ele só apareceu em suas obras reunidas, o conhecido The Collected Works of Enrico Fermi, tratado em dois volumes, publicados pela University Chicago Press (1962) e pela Accademia Nazionale dei Lincei (1965).  

                   Ainda em 1922 (Atti Rendiconti Lincei 31, p. 21; 51; 101), Fermi obteve um importante resultado da Relatividade Geral, ou seja, ele mostrou que nas proximidades de uma linha-mundo minkowskiana (vide verbete nesta série), o espaço era Euclidiano. Além disso, também, em 1922 (Physikalische Zeitschrift 23, p. 340; Atti Rendiconti Lincei 31, p. 184; 306) e, em 1923 (Nuovo Cimento 25, p. 159), Fermi voltou a tratar da massa eletromagnética, agora comparada com a massa relativista. Ainda em 1923, Fermi preparou um artigo sobre a massa relativista e que foi publicado como Apêndice da edição italiana (I fondamenti della relatività Einsteniana, Hoepli/Milan) do livro do astrônomo alemão August Adalbert Kopff (1882-1960). Até 1926 (Zeitschrift für Physik 36, p. 902), quando escreveu seu célebre trabalho sobre Estatística Quântica, Fermi publicou uma série de estudos sobre diversos assuntos de Física e de Matemática, como pode ser visto no livro do Segrè citado acima, no qual, inclusive, há a relação completa de todos os trabalhos e livros escritos por Fermi.