Clifford G. Shull não olhou apenas para os átomos. Ele descobriu como vê-los usando partículas invisíveis que deslizam através de objetos sólidos como fantasmas.

Nascido em Pittsburgh em 1915, Shull tornou-se uma das figuras mais importantes da física do século XX. Ele morreu em Medford, Massachusetts, em 2001. Mas seu legado continua vivo em todos os cientistas de materiais que precisam saber o que está acontecendo dentro de uma liga metálica ou de uma rede cristalina.

Em 1994, dividiu o Prêmio Nobel de Física com Bertram N. Brockhouse. O prêmio reconheceu um avanço específico: técnicas de dispersão de nêutrons. Especificamente, difração de nêutrons.

Isso não era apenas teoria. Foi uma ferramenta. E mudou a forma como analisamos a matéria.

O Método da Partícula Fantasma

Para entender por que o trabalho de Shull é importante, é preciso entender o problema da luz. A luz visível tem um comprimento de onda. Os átomos são menores que esse comprimento de onda. Portanto, você não pode ver átomos individuais com um microscópio padrão. É como tentar sentir o formato de um grão de areia usando luvas de forno.

Shull usou nêutrons.

Os nêutrons não têm carga elétrica. Eles não ricocheteiam nos elétrons como os elétrons fazem. Eles passam direto pelas nuvens de elétrons que cercam os átomos. Isso os torna perfeitos para sondar o núcleo e a própria estrutura atômica.

O método de Shull era elegante. Ele pegou um feixe de nêutrons de comprimento de onda único. Ele disparou contra um material. Os nêutrons atingiram os átomos desse material. Eles se espalharam.

O padrão resultante foi registrado em filme fotográfico. Esse padrão revelou as posições relativas dos átomos. Foi como obter uma impressão digital da matéria.

De Oak Ridge ao MIT

A carreira de Shull não foi linear. Ele obteve seu bacharelado. do Carnegie Institute of Technology em 1937. Em seguida, seu Ph.D. da Universidade de Nova York em 1941.

Mas o verdadeiro trabalho aconteceu nos Laboratórios Nacionais de Oak Ridge, no Tennessee.

De 1946 a 1955, Shull trabalhou com Ernest O. Wollan. Wollan foi o pioneiro na pesquisa de dispersão de nêutrons. Shull construiu sobre essa base. Ele não apenas replicou o trabalho. Ele refinou isso.

Ele demonstrou difração magnética. Isso foi enorme. Isso permitiu aos cientistas ver como os momentos magnéticos eram organizados nos materiais. Isso ajudou a explicar a supercondutividade e outros fenômenos magnéticos.

Ele também ajudou a desenvolver instrumentos para análises cristalográficas de rotina. Antes de Shull, a difração de nêutrons era um experimento de nicho. Depois dele, era uma ferramenta padrão.

Por que ainda é importante

Shull mudou-se para o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) em 1955. Lá permaneceu até se aposentar em 1986. Ele lecionou. Ele pesquisou. Ele continuou ultrapassando os limites do que poderia ser medido.

Hoje, técnicas de dispersão de nêutrons são usadas em todos os lugares.

  • Eles ajudam a projetar baterias melhores.
  • Analisam o estresse nas asas dos aviões.
  • Estudam estruturas proteicas para desenvolvimento de medicamentos.

O princípio básico não mudou. Um feixe de nêutrons atinge uma amostra. Os nêutrons espalhados nos dizem onde estão os átomos.

Mas as aplicações explodiram.

Shull nos mostrou que se você não consegue ver algo com