A Descoberta da Terceira Partícula Subatômica: O Nêutron

Quando Ernerst Rutherford (1871-1937) fez o seu famoso experimento com um feixe de partículas alfa, e propôs um novo modelo para o átomo, houve algumas controvérsias.

Uma delas era que, segundo ele, o átomo teria um núcleo composto de partículas positivas denominadas prótons. No entanto, percebeu-se que se no núcleo do átomo houvesse mais de um próton, isto comprometeria a estabilidade do núcleo, porque os prótons, como partículas positivas, iriam sofrer uma força de repulsão. Elas iriam se repelir e o núcleo iria desmoronar.

Sabemos muito bem que isto não ocorre e que os átomos de fato existem. Assim, Rutherford admitiu que existiam no núcleo outras partículas semelhantes aos prótons, porém sem carga elétrica. Isto explicaria esta aparente contradição, pois tais partículas neutras diminuiriam a repulsão entre os prótons e aumentaria a estabilidade do núcleo. O seu modelo atômico ficou, portanto, conforme aparece abaixo, com partículas positivas (prótons) e neutras (nêutrons) no núcleo.

 
Núcleo do modelo atômico de Rutherford

Entretanto, esse fato só foi comprovado em 1932, quando o cientistas James Chadwick utilizou o Princípio de Conservação da Quantidade de Movimento, que diz que se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema for nula, o movimento total de um sistema permanecerá inalterado. Ele fez com que feixes de partículas alfa colidissem com o elemento berílio. Com isso, apareceu um tipo de radiação diferente. Depois de fazer vários cálculos e medir a massa dessas partículas, ele verificou que o núcleo do berílio radioativo emite partículas sem carga elétrica e de massa praticamente igual à dos prótons.
Ele próprio denominou essas partículas de nêutrons. De certa maneira, os nêutrons “isolam” os prótons, evitando suas repulsões e o consequente “desmoronamento” do núcleo.

*Características do nêutron:

Em relação às outras partículas subatômicas, temos:

Tabela de Características do nêutron e das outras partículas subatômicas

Experiências posteriores confirmaram que os prótons e os nêutrons são formados por outras partículas, denominadas quarks (udd – dois deles "down" e um "up"). Quando está ligado ao núcleo, os prótons e os nêutrons se mantêm unidos pela força forte, que é responsável, também, pela união dos quarks dentro dos prótons e nêutrons.

Quando livre, o nêutron é instável, decaindo em cerca de 10 minutos, gerando um próton e emitindo um elétron e um antineutrino.

Decaimento do nêutron livre.

Fonte:  http://www.mundoeducacao.com.br/quimica/a-descoberta-terceira-particula-subatomica-neutron.htm

Gênios da Química #12 : James Chadwick

 

James Chadwick (Cheshire, 20 de Outubro de 1891 — Cambridge, 24 de Julho de 1974) foi um físico britânico, colaborador de Ernest Rutherford.

Seu principal contributo para a ciência foi a prova da existência do nêutron. Por esta descoberta, foi-lhe atribuído o Nobel de Física em 1935.

Chadwick tornou-se professor de física na Universidade de Liverpool em 1935 e, durante a Segunda Guerra Mundial, integrou o Projeto Manhattan nos Estados Unidos, desenvolvendo as bombas atômicas lançadas sobre Hiroshima e Nagasaki.

Ingressou na Manchester University em 1908 para estudar Física e aí colaborou com Ernest Rutherford no estudo da emissão de raios gama. Em 1913, foi para Universidade Técnica de Berlim, onde trabalhou com o físico alemão Hans Geiger, inventor do contador de radiação com o mesmo nome. Após a guerra, regressou ao Reino Unido e tornou-se professor do Gonville and Caius College, onde retomou as suas investigações no campo da campo da radioactividade. No Laboratório Cavendish, em Cambridge, colaborou com Rutherford (que tinha observado experimentalmente a primeira reacção nuclear em 1919) e com ele produziu a desintegração artificial de diversos elementos, utilizando o bombardeamento com partículas alfa.

A principal contribuição de James Chadwick para o desenvolvimento da física ocorreu em 1932, data em que descobriu a partícula do núcleo atómico, que passou a ser conhecida por nêutron, devido ao facto de não ter carga elétrica. Pela sua descoberta, divulgada à comunidade científica na obra "Possible Existence of Neutron", obteve em 1935 o Nobel de Física.

Foi também professor de física em Liverpool (1935-1948) e diretor do Gonville and Caius College (1948-1958), na segunda guerra mundial esteve ligado ao projecto da bomba atómica, tendo sido conselheiro científico de Robert Oppenheimer, o diretor do Projeto Manhattan (projeto que levou à construção da bomba atómica) no Laboratório de Los Alamos, EUA.

As suas descobertas foram aceitas unanimemente na comunidade física da época e garantiram-lhe a atribuição de diversos prémios, honras e condecorações, entre os quais o Nobel de Física em 1935. Foi membro da Royal Society, Académie Royale de Belgique, Kongelige Danske Videnskabernes Selskab, Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Sächsische Akademie der Wissenschaften, Pontificia Academia Scientiarum, do Franklin Institute; da American Philosophical Society e da American Physical Society. Como reconhecimento da importância dos seus trabalhos, foi-lhe atribuído o grau de Doutor Honoris Causa nas Universidades de Dublin, Leeds, Oxford, Birmingham, Montreal (McGill), Liverpool e Edinburgh.

^{Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/James_Chadwick}