Em 13/06: LUIS W. ALVAREZ

★13/06/1911 †01/09/1988
O Prêmio Nobel de Física 1968 foi concedido a Luis Walter Alvarez “por suas contribuições decisivas para a física de partículas elementares, em particular a descoberta de um grande número de estados de ressonância, tornados possíveis através de seu desenvolvimento da técnica de uso de câmara de bolhas de hidrogênio e análise de dados .

RESUMO
Luis Walter Alvarez foi um físico americano que recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1968 por trabalhos que incluíram a descoberta de muitas partículas de ressonância (partículas subatômicas com vidas extremamente curtas e ocorrendo apenas em colisões nucleares de alta energia). Alvarez inventou um indicador de distância e direção de rádio. Durante a Segunda Guerra Mundial, ele projetou um sistema de pouso para aeronaves e um sistema de radar para localizar aviões. Ele participou do desenvolvimento da bomba atômica no Laboratório Científico de Los Alamos, Los Alamos, N.M. (1944-45). Ele sugeriu a técnica para detonar o tipo de bomba atômica de implosão. Mais tarde, ele ajudou a desenvolver a câmara de bolha de hidrogênio, usada para detectar partículas subatômicas. Essa pesquisa levou à descoberta de mais de 70 partículas elementares e resultou em uma grande revisão das teorias nucleares.

Físico experimental americano que recebeu o Prêmio Nobel para a Física em 1968, pelo trabalho que incluiu a descoberta de muitas partículas de ressonância (partículas subatômicas com vidas extremamente curtas e ocorrendo apenas em colisões nucleares de alta energia).

Alvarez estudou física na Universidade de Chicago (B.S., 1932; M.S., 1934; Ph.D., 1936). Ele ingressou no corpo docente da Universidade da Califórnia, Berkeley, em 1936, tornando-se professor de física em 1945 e professor emérito em 1978. Em 1938, Alvarez descobriu que alguns elementos radioativos decaiam por captura de elétrons orbitais; ou seja, um elétron orbital se funde com seu núcleo, produzindo um elemento com um número atômico menor em um. Em 1939, ele e Felix Bloch fizeram a primeira medição do momento magnético do nêutron, uma característica da força e direção de seu campo magnético.

Alvarez trabalhou na pesquisa de radar de micro-ondas no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge (1940–43) e participou do desenvolvimento da bomba atômica no Laboratório Científico de Los Alamos, Los Alamos, Novo México, em 1944–45. Ele sugeriu a técnica para detonar o tipo de bomba atômica de implosão. Ele também participou do desenvolvimento de balizas de micro-ondas, antenas de radar lineares, sistema de aproximação de pouso controlado em solo e um método de bombardeio aéreo usando radar para localizar alvos. Após a Segunda Guerra Mundial, Alvarez ajudou a construir o primeiro acelerador linear de prótons. Neste acelerador, os campos elétricos são configurados como ondas estacionárias dentro de uma “cavidade ressonante” de metal cilíndrico, com tubos de deriva suspensos ao longo do eixo central. O campo elétrico é zero dentro dos tubos de deriva e, se seus comprimentos forem escolhidos corretamente, os prótons cruzam a lacuna entre os tubos de deriva adjacentes quando a direção do campo produz aceleração e são protegidos pelos tubos de deriva quando o campo no tanque iria desacelerá-los. Os comprimentos dos tubos de deriva são proporcionais às velocidades das partículas que passam por eles. Além desse trabalho, Alvarez também desenvolveu a câmara de bolhas de hidrogênio líquido na qual são detectadas partículas subatômicas e suas reações.

Por volta de 1980, Alvarez ajudou seu filho, o geólogo Walter Alvarez, a divulgar a descoberta de Walter de uma camada mundial de argila com alto teor de irídio e que ocupa estratos rochosos na fronteira geocronológica entre as eras Mesozoica e Cenozoica (ou seja, cerca de 65,5 milhões de anos atrás). Eles postularam que o irídio havia sido depositado após o impacto de um asteroide ou cometa na Terra e que os efeitos climáticos catastróficos desse impacto massivo causaram a extinção dos dinossauros. Embora inicialmente controversa, esta teoria amplamente divulgada gradualmente ganhou apoio como a explicação mais plausível para a morte abrupta dos dinossauros.

BIOGRAFIA NO SITE NOBEL
Luis W. Alvarez nasceu em San Francisco, Califórnia, em 13 de junho de 1911. Ele recebeu seu B.Sc. da Universidade de Chicago em 1932, um M.Sc. em 1934, e seu Ph.D. em 1936. O Dr. Alvarez ingressou no Laboratório de Radiação da Universidade da Califórnia, onde agora é professor, como pesquisador em 1936. Ele estava de licença no Laboratório de Radiação do Instituto de Tecnologia de Massachusetts de 1940 a 1943, em o Laboratório Metalúrgico da Universidade de Chicago em 1943-1944 e no Laboratório Los Alamos do Distrito de Manhattan de 1944 a 1945.

No início de sua carreira científica, o Dr. Alvarez trabalhou simultaneamente nas áreas de óptica e raios cósmicos. Ele é codescobridor do “efeito Leste-Oeste” nos raios cósmicos. Por vários anos, ele concentrou seu trabalho no campo da física nuclear. Em 1937 ele deu a primeira demonstração experimental da existência do fenômeno de captura de elétrons K por núcleos. Outro desenvolvimento inicial foi um método para produzir feixes de nêutrons muito lentos. Este método posteriormente levou a uma investigação fundamental do espalhamento de nêutrons em orto- e para-hidrogênio, com Pitzer, e à primeira medição, com Bloch, do momento magnético do nêutron. Com Wiens, foi responsável pela produção da primeira lâmpada de 198Hg; este dispositivo foi desenvolvido pelo Bureau of Standards em sua forma atual como o padrão universal de comprimento. Pouco antes da guerra, Alvarez e Cornog descobriram a radioatividade do 3H (trítio) e mostraram que o 3He era um constituinte estável do hélio comum. (O trítio é mais conhecido como fonte de energia termonuclear e 3He tornou-se importante na pesquisa de baixa temperatura.)

Durante a guerra (no MIT), ele foi responsável por três sistemas de radar importantes – o sistema de alerta antecipado de micro-ondas, o sistema de bombardeio de alta altitude Eagle e um sistema de pouso cego de valor civil e militar (GCA, ou abordagem controlada pelo solo) . Enquanto estava no Laboratório de Los Alamos, o professor Alvarez desenvolveu os detonadores para disparar a bomba de plutônio. Ele voou como observador científico nas explosões de Almagordo e Hiroshima.

O Dr. Alvarez é responsável pelo projeto e construção do acelerador linear de prótons de 12 metros de Berkeley, concluído em 1947. Em 1951, ele publicou a primeira sugestão de aceleração de troca de carga que rapidamente levou ao desenvolvimento do “Tandem Van de Graaf acelerador”. Desde então, ele se dedicou à física de alta energia, usando o Bevatron de 6 bilhões de elétrons volts no Laboratório de Radiação da Universidade da Califórnia. Seus principais esforços se concentraram no desenvolvimento e uso de grandes câmaras de bolhas de hidrogênio líquido e no desenvolvimento de dispositivos de alta velocidade para medir e analisar os milhões de fotografias produzidas a cada ano pelo complexo de câmaras de bolhas. O resultado líquido deste trabalho foi a descoberta, pelo grupo de pesquisa do Dr. Alvarez, de um grande número de ressonâncias de partículas fundamentais até então desconhecidas. Desde 1967, Dr. Alvarez tem dedicado a maior parte de seu tempo ao estudo dos raios cósmicos, usando balões e ímãs supercondutores.

O professor Alvarez é membro das seguintes sociedades: Academia Nacional de Ciências, Sociedade Filosófica Americana, Sociedade Física Americana (Presidente 1969), Academia Americana de Artes e Ciências e Academia Nacional de Engenharia. Em 1946 foi agraciado com o Troféu Collier pela National Aeronautical Association para o desenvolvimento de Ground – Controlled Approach. Em 1953 foi agraciado com o Prêmio John Scott Medaland, da cidade de Filadélfia, pelo mesmo trabalho. Em 1947 ele foi premiado com a Medalha de Mérito. Em 1960, ele foi nomeado “Cientista do Ano da Califórnia” por seu trabalho de pesquisa em física de alta energia. Em 1961, ele foi agraciado com a Medalha Einstein por sua contribuição para as ciências físicas. Em 1963 foi agraciado com o Prêmio Pioneiro do AIEEE; em 1964 ele foi agraciado com a Medalha Nacional de Ciência por contribuições à física de alta energia, e em 1965 ele recebeu o Prêmio Michelson. Ele recebeu os seguintes títulos honorários: Sc.D., University of Chicago, 1967; Sc.D., Carnegie-Mellon University, 1968; Sc.D., Kenyon College, 1969.

Luis Alvarez morreu em 1º de setembro de 1988.

LEIA
https://www.britannica.com/biography/Luis-Alvarez

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1968/alvarez/biographical/

https://pt.wikipedia.org/wiki/Luis_Walter_Alvarez

O TEXTO A SEGUIR ESTÁ DISPONÍVEL EM
“Luis Alvarez.” Famous Scientists. famousscientists.org. 1 Dec. 2014. Web. 6/14/2021
www.famousscientists.org/luis-alvarez/.

Luis Alvarez foi um físico ganhador do Prêmio Nobel, provavelmente mais famoso pela descoberta da camada de irídio e sua teoria de que a extinção em massa dos dinossauros foi causada por um asteroide ou cometa colidindo com a Terra. Além de fazer o trabalho normal que você espera de um professor de física, Alvarez assumiu projetos mais incomuns, como fazer uso de raios cósmicos para procurar câmaras escondidas em uma pirâmide egípcia.
Infância e educação
Luis Walter Alvarez nasceu em 13 de junho de 1911, em San Francisco, Califórnia. Seu pai, Walter Clement Alvarez, era um médico e autor que escreveu um grande número de livros médicos. Sua mãe era Harriet Smyth.

Luis começou sua educação em San Francisco, primeiro na Madison School, depois na San Francisco Polytechnic High School. Em 1926, quando ele tinha 15 anos, seu pai mudou de emprego e a família mudou-se para Rochester, Minnesota. Luis se formou na Rochester High School e, em seguida, iniciou um curso de bacharelado em ciências na Universidade de Chicago em 1928, com a intenção de se formar em química.

Depois de alguns anos, suas notas em química não eram tão boas quanto esperava – ele estava marcando Bs. Além disso, ele também se interessou muito mais por física, então decidiu se formar em física. Ele se formou com um B.S. em física em 1932, continuou como estudante de graduação em Chicago, onde obteve o título de mestre em 1934 e o doutorado. em física em 1936.

Já no início de seu período de pós-graduação, Luis Alvarez estava na vanguarda da física. Seu orientador de doutorado foi Arthur Compton, vencedor do Prêmio Nobel de Física de 1927 por sua descoberta de que a radiação eletromagnética, como a luz visível, tem propriedades semelhantes às de partículas.

Em 1932, Alvarez construiu uma série de contadores Geiger para estudar os raios cósmicos. Em 1933, usando os dados que reuniu, ele e Compton publicaram um artigo na Physical Review estabelecendo que os raios cósmicos são partículas carregadas positivamente. Compton deu grande parte do crédito pelo trabalho a seu jovem aluno de pós-graduação.

Após completar seu Ph.D. em 1936, Alvarez voltou ao seu estado natal, começando a trabalhar como físico experimental no Laboratório de Radiação da Universidade da Califórnia em Berkeley.
Conquistas Científicas de Luis Alvarez

Luis Alvarez foi um físico experimental muito talentoso e muito imaginativo. Ele tinha um talento especial para criar experimentos que colocavam perguntas de tal maneira que a Mãe Natureza se sentia compelida a dar uma boa resposta.

Uma das maneiras pelas quais os átomos radioativos se transformam em novos elementos é a captura de um elétron em órbita pelo núcleo. O elétron se combina com um próton para formar um nêutron. O átomo agora tem um próton a menos do que antes e, portanto, tornou-se um novo elemento.

Este processo foi previsto por teóricos, mas nunca observado. Em 1937, Alvarez idealizou um novo experimento para perguntar à Mãe Natureza se o processo realmente aconteceu. Ele procurou os raios X que deveriam ser emitidos por um núcleo ao capturar um elétron. O experimento funcionou e a captura do elétron K tornou-se um fenômeno estabelecido na física.

Captura de elétrons K

Se o carbono-10 pudesse ser capturado pelo elétron K, o resultado seria o mostrado acima. Um próton no núcleo capturaria um elétron e seria convertido em um nêutron; o núcleo se tornaria boro-10. Luis Alvarez provou que a captura do elétron K não era apenas mais uma teoria – ela realmente acontece.
O ciclotron

Alvarez passou muito tempo em Berkeley trabalhando com o ciclotron (acelerador de partículas / destruidor de átomos). Ele conseguiu provar que o hélio-3 é estável, embora tivesse sido previsto que fosse instável.
Segurança aérea melhorada por abordagem controlada em solo

Alvarez era um piloto entusiasmado; ele aprendeu a voar em 1933.

No início dos anos 1940, ele inventou a Microwave Phased Array Antenna. Essa era uma forma de radar que dava à tripulação de solo uma precisão incomparável na determinação da posição de uma aeronave em vôo. A invenção permitiu que a tripulação de solo desse instruções claras aos pilotos enquanto suas aeronaves se aproximavam das pistas se preparando para pousar.

O sistema era particularmente útil quando a visibilidade era ruim, como nevoeiro ou outras condições meteorológicas adversas, ou quando os pilotos eram inexperientes. A invenção de Alvarez foi usada pelas autoridades militares e civis em vários países durante décadas, aumentando muito a segurança aérea.

O radar de aproximação controlado pelo solo de Alvarez permitiu que os aviões fossem reprimidos pelos controladores de tráfego aéreo quando a visibilidade era ruim.

Detectando projetos de armas nucleares

Em 1943, durante a 2ª Guerra Mundial, Alvarez foi questionado se seria possível dizer cientificamente se a Alemanha tinha seu próprio projeto de bomba atômica. Ele sabia que a pesquisa e o desenvolvimento de bombas atômicas produzem gases radioativos, como o xenônio-133. Esses gases podem ser detectados com o equipamento certo; e Alvarez era um especialista em equipamentos. Ele disse que aeronaves deveriam sobrevoar a Alemanha carregando detectores de radiação para detectar os gases reveladores. Os voos ocorreram e não encontraram evidências de que a Alemanha tinha um projeto de bomba atômica. Método de Alvarez d foi usado após a 2ª Guerra Mundial para detectar pesquisas atômicas ocorrendo em todo o mundo.
A bomba atômica

Em 1944, Alvarez chegou a Los Alamos, Novo México, para trabalhar no Projeto Manhattan. Lá ele desenvolveu um método de detonação elétrica para a bomba de plutônio.

Ele e seu aluno de graduação Lawrence Johnston também projetaram equipamentos para medir a energia liberada por uma explosão nuclear. Os dois cientistas voaram em um avião de observação para o Japão quando as bombas foram lançadas para medir o quão poderosas as explosões nucleares haviam sido.

Luis Alvarez inventou o primeiro método para descobrir se um país está realizando pesquisas de armas nucleares. Ele também desenvolveu o primeiro método para medir o quão poderosa foi uma explosão nuclear.

Câmara de bolha de hidrogênio, descoberta de novas partículas subatômicas e Prêmio Nobel

Quando a guerra acabou, Luis Alvarez voltou para Berkeley como professor titular. Ele logo estava ocupado novamente com a física experimental. Era uma época empolgante para a física de partículas, e os destruidores de átomos de Berkeley tornaram-no um lugar ideal para novas descobertas.

Quando Alvarez foi para a universidade, apenas duas partículas fundamentais eram conhecidas: o próton e o elétron. Em 1932, ano em que completou sua graduação, os horizontes da física de partículas se alargaram muito com a descoberta de duas novas partículas: o nêutron, descoberto por James Chadwick; e o pósitron, descoberto por Carl Anderson.

Outras descobertas – mésons e hiperons K – expandiram o mundo das partículas no final dos anos 1940 e, em 1950, a família de partículas píons tornou-se conhecida.

Essas descobertas se basearam em um dispositivo chamado câmara de nuvem, no qual partículas subatômicas deixavam rastros de vapor.

Um dia, em 1953, Alvarez conversou com um jovem físico. O jovem era Donald Glaser. Durante uma refeição em uma conferência, Glaser contou a Alvarez sobre sua nova invenção – a câmara de bolhas – que era uma forma aprimorada de rastrear partículas subatômicas. Glaser viria a ganhar o Prêmio Nobel de 1960 por esta invenção.

Alvarez pensou no que Glaser lhe contara. Glaser usou uma câmara de bolhas cheia de éter líquido. Alvarez decidiu que uma câmara de bolha cheia de hidrogênio líquido seria uma maneira perfeita de rastrear partículas saindo de um acelerador. A ideia era que o hidrogênio líquido ferveria sempre que uma partícula de alta energia passasse por ele, deixando um rastro cujo caminho permitiria que as propriedades da partícula fossem calculadas. No início de 1954, Alvarez montou uma câmara de bolha de hidrogênio líquido de pequena escala em Berkeley.

Em 1956, uma grande câmara estava em operação. No final dos anos 1950, esta câmara foi usada para descobrir uma variedade de novas partículas e estados de ressonância. Alvarez recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1968 pelo trabalho que ele e seu grupo realizaram. Seu prêmio foi: “por suas contribuições decisivas para a física de partículas elementares, em particular a descoberta de um grande número de estados de ressonância, possibilitados por meio de seu desenvolvimento da técnica de uso de câmara de bolha de hidrogênio e análise de dados”.

Usando a radiação do espaço para procurar câmaras da pirâmide

Em 1967, Alvarez teve a ideia engenhosa de que câmaras ocultas nas pirâmides do Egito poderiam ser reveladas usando raios cósmicos para tirar uma foto do tipo raio-X.

Ele colocou um detector de raios cósmicos em uma câmara existente abaixo da Pirâmide de Quéfren – a segunda maior das Pirâmides de Gizé. A taxa com que os raios cósmicos chegaram ao detector revelaria todos os espaços dentro da estrutura da pirâmide. Alvarez foi capaz de estudar cerca de um quinto do volume da pirâmide, mas não encontrou novas câmaras.
Morte de dinossauro por meteorito

O filho de Alvarez, Walter, como seu pai, tornou-se um cientista.

Walter era geólogo e um dia, em 1977, decidiu contar a seu pai sobre um problema que tinha. Seu problema foi chamado de limite K-T, uma camada de argila de cor cinza encontrada nas rochas.

Esta camada de argila era incomum, porque foi encontrada em todo o mundo, e tinha a mesma idade em todos os lugares, o que significa que a camada foi feita em todo o mundo exatamente na mesma época – 65 milhões de anos atrás.

E melhor ainda, da perspectiva de Luis – porque ele adorava quebra-cabeças científicos – era que abaixo da camada você podia encontrar fósseis de dinossauros nas rochas, mas acima da camada não havia fósseis de dinossauros. Dinossauros e muitas outras formas de vida que existiam antes desta camada de argila ser formada foram extintos posteriormente.

Este não era um problema novo. A fronteira e a mudança de formas de vida em cada lado dela foram notadas em Paris no início de 1800 por Georges Cuvier, que propôs que algum evento catastrófico causou a camada de argila. No entanto, as ideias de Cuvier tornaram-se impopulares porque a nova ciência da geologia foi governada por y a doutrina do uniformitarismo – a crença de que todas as mudanças na geologia da Terra acontecem gradualmente.

Depois de discutir o problema, pai e filho começaram com um objetivo bastante modesto.

Eles queriam determinar quanto tempo demorou para a camada de 1 centímetro de profundidade que Walter estava investigando na Itália se formar.

Luis decidiu que a melhor maneira de fazer isso seria medir quanto do elemento químico irídio estava presente do topo até a base da camada.

O irídio na crosta terrestre vem principalmente de impactos de meteoritos, e Luis calculou a quantidade média de irídio que chega à Terra a cada ano dos meteoritos. Comparar os níveis de irídio na camada com as taxas típicas de chegada de irídio diria a ele quanto tempo levou para a camada se formar.

Luis pediu a Frank Asaro, um químico nuclear do laboratório Lawrence Berkeley, para determinar o conteúdo de irídio de amostras de argila cinza da camada limite K-T. Asaro e sua colega química nuclear Helen Michel encontraram concentrações muito mais altas de irídio nas amostras do que qualquer um poderia ter imaginado, muito mais do que poderia ser explicado pelo número normal de impactos de meteoritos.

Em 1980, a equipe publicou suas evidências e declarou sua crença de que a camada limite K-T e o evento de extinção em massa foram causados por um impacto de meteorito massivo.

Luis Alvarez calculou que um meteorito de 10 quilômetros de diâmetro viajando a 25 quilômetros por segundo atingiu a Terra há 65 milhões de anos. O impacto enviou um grande volume de poeira de rocha para a atmosfera, que eventualmente se assentou para formar uma fina camada cinza em todo o mundo.

Enquanto a poeira estava na atmosfera, ela bloqueou os raios do sol, interrompendo a fotossíntese e resfriando o planeta. Sem comida e calor, os dinossauros morreram.
Níveis muito altos de irídio na fronteira K-T sugeriram uma origem extraterrestre para o evento que exterminou os dinossauros.

A maioria dos paleontólogos não se convenceu da explicação de Alvarez para a causa da extinção em massa. É justo dizer que o debate entre paleontólogos e defensores da teoria de Alvarez foi feroz e cru. Havia uma grande quantidade de mal-estar nos campos adversários, sem a ajuda, é preciso dizer, do próprio Luis Alvarez. Alvarez era geralmente rabugento e desdenhoso de qualquer pessoa com uma visão diferente da sua.

“Não gosto de falar mal dos paleontólogos, mas eles não são cientistas muito bons. Eles são mais como colecionadores de selos.”
Luis Alvarez, 1911 – 1988

Em 1990, dois anos após a morte de Luis Alvarez, a cratera Chicxulub no mar da Península de Yucatan, no México, chamou a atenção de geólogos, que concordaram que o perfil e a idade da cratera correspondiam às previsões de Alvarez.

O impacto do meteorito em si não é mais um tópico de debate. É totalmente aceito que a equipe de Alvarez estava certa sobre isso.

Se a extinção em massa foi causada principalmente ou exclusivamente pelo impacto, entretanto, ainda é debatido.

Há uma teoria alternativa de que a extinção pode ter sido assistida ou mesmo totalmente causada por outro evento catastrófico, a saber, as erupções vulcânicas extremamente violentas que ocorreram nas armadilhas de Deccan na Índia no mesmo período geológico do impacto do meteorito.

Algum dia, sem dúvida, o debate sobre a (s) causa (s) da extinção em massa será resolvido, mas ainda não foi!

O fim

Luis Alvarez morreu de câncer de esôfago aos 77 anos em 1 de setembro de 1988. Ele deixou sua primeira esposa, Geraldine Smithwick, e seus filhos Walter e Jean; e sua segunda esposa Janet Landis, e seus filhos Donald e Helen.