Os instrumentos de Cesar Lattes
O nome de Cesar Lattes é bem conhecido na comunidade científica brasileira. Entretanto, nem todo mundo sabe dizer o que o tornou um físico reconhecido internacionalmente, a despeito de um razoável número de publicações que toma suas pesquisas, de 1946 a 1948, como objeto de estudo.[1] Polêmicas com cientistas consagrados, várias indicações ao prêmio Nobel de física, viagens a montanhas de difícil acesso, cachorros que o acompanhavam em sala de aula e um estado de saúde delicado. Definitivamente, Lattes é uma das mais interessantes figuras históricas que temos em nosso país.
Lattes foi o físico responsável pela condução das experiências que permitiram a afirmação científica da existência dos mésons pi e mi. Essas são partículas que têm suas massas entre a do próton e a do elétron. À época de suas pesquisas, os únicos constituintes conhecidos do núcleo eram o nêutron e o próton, chamados de núcleons, com os elétrons em sua órbita. Físicos experimentais usavam elementos radioativos e aceleradores para projetar deutérios, partículas alfa, etc. contra núcleos de elementos cuidadosamente escolhidos para provocar colisões controladas. Eles também usavam raios cósmicos, renunciando parte do controle da experiência, já que a energia de projeção e a direção das partículas não são conhecidas de antemão. Transmutações de elementos e partículas subnucleares eram os resultados que lhes interessavam.
Para analisá-los, os cientistas precisavam registrar algumas das características que os produtos das colisões ofereciam. Nesse período, os detectores usados eram o contador Geiger, a câmara de Wilson, ou de nuvens, a chapa fotográfica halftone e a emulsão nuclear. O contador Geiger operava com um ponteiro que indicava a energia da partícula que o atravessava e podia ser adaptado para emitir sons. Diferente do som e do movimento do ponteiro, uma máquina fotográfica era acoplada à câmara de Wilson. Ela disparava automaticamente quando uma partícula carregada atravessava o interior da câmara, repleto de gás supersaturado, e deixava um rastro de bolhas ao longo de sua trajetória, que continha informações sobre sua energia, carga, etc. A emulsão nuclear, derivada de um aperfeiçoamento da chapa halftone, possuía uma lógica semelhante à do arranjo da câmara de Wilson. As partículas deixavam suas características em traços formados pelo escurecimento de minúsculos grãos de brometo de prata, ao longo de sua passagem pela gelatina que dava corpo à emulsão. O comprimento e a variação do número de grãos escurecidos ao longo desses traços eram analisados ao microscópio. Enquanto as fotografias do interior da câmara de Wilson forneciam dados em duas dimensões, a emulsão possibilitava o estudo das informações contidas no rastro em três dimensões. Nos anos 1940, Lattes usou todos os detectores e colisores aqui mencionados.
“Dependendo do objeto estudado, como aqueles que são ligados diretamente à identificação visual, o cientista precisa desenvolver uma percepção de forma.”
Cada um desses instrumentos produzia informação manuseável sobre algumas das características do fenômeno investigado. A natureza dessa informação é importante para percebermos detalhes da ciência em construção, pois precisamos entender que os físicos criavam estratégias de detecção usando combinações de instrumentos de acordo com aquilo que eles queriam e podiam medir.[2] O que era medido dependia da disponibilidade tecnológica da época e da capacidade imaginativa dos cientistas para pensar em como registrar especificidades do objeto estudado, condicionando sua atuação a paradigmas instrumentais vigentes. O trabalho que levou aos mésons, na realidade, foi o resultado de pequenas sucessivas revisões desses paradigmas. As chapas halftone foram transformadas em emulsões nucleares pelo grupo do Henry Herbert Wills Laboratory, da Universidade de Bristol, e o cíclotron do Radiation Laboratory, da universidade de Berkeley, operava há poucos meses com sua capacidade energética máxima, que era a mínima necessária, em teoria, para se produzir mésons.
As escolhas instrumentais e teóricas dos cientistas revelam a ideia que eles têm sobre o que é um dado em uma circunstância específica. “Ao longo de um período de tempo”, sustenta Robert Ackermann, “os limites de um domínio de dados se estabelecem devido ao reconhecimento da sua instrumentação padrão. Quando novos dados são produzidos por novos tipos de instrumentos, um novo domínio pode ser criado para o qual diferentes tipos de teorias são necessários.”[3] Este é um ponto importante em nosso raciocínio, na medida em que Lattes foi o físico responsável por desenvolver modos de lidar com a nova instrumentação. Foi ele quem fez, por exemplo, a calibração da emulsão nuclear,[4] utilizada na observação dos mésons, desenvolvendo a percepção de novas formas, e, dois anos depois, inaugurou a figura de “usuário” de aceleradores de partículas, do cientista que não se preocupa em fazer o instrumento funcionar, voltando sua atenção tão e somente para a produção e análise de dados.
Percepção de formas e manejo de dados
Pouquíssimos físicos possuíam familiaridade com o trabalho de análise das emulsões nucleares ao microscópio. Na realidade, naquelas circunstâncias, apenas físicos vinculados ao H. H. Wills eram capazes de identificar, usando apenas seu olhar, que partícula causou um determinado traço. Isso porque, por um lado, eles analisaram um elevado número de traços desde o final dos anos 1930, e, por outro, devido ao quase exclusivo acesso às novas emulsões que a Ilford fornecia a alguns laboratórios ingleses a partir de 1945. Para ressaltar nosso ponto, nada melhor do que o próprio Lattes falando sobre esse processo.
Ciência Hoje – Como é que você via o píon na chapa?
Cesar Lattes – Com microscópio; é um traçado de pontinhos. O mais fácil de detectar no cíclotron era o negativo, porque o traçado da alfa era diferente. […] Já o [píon] positivo que nós fizemos depois foi diferente[,] pois o traçado de alfa era de um jeito e tínhamos de fazer o positivo de outro, e então vinham mais nêutrons e foi mais difícil. Agora o negativo era mais fácil porque tinha assinatura.[i]
No trecho acima, Lattes chama atenção para o fato de que o traço causado pelo píon negativo possuía caraterísticas únicas, identificáveis ao olhar. Ele tinha uma “assinatura”. É interessante notarmos que ele próprio é quem está falando sobre a percepção de formas dos traços causados por partículas subatômicas. Na mesma entrevista, Lattes diz que a equipe de Eugene Gardner, líder do grupo ao qual o brasileiro se vinculou em Berkeley, estava:
[…] produzindo [mésons] desde 30 de novembro de [19]46, mas nós só pegamos em fevereiro de [19]48, eles estavam bobeando esse tempo todo. Então não é verdade que eu fiz parte da equipe que fez o méson artificial, eu não fiz coisíssima nenhuma, eu detectei e não é a mesma coisa.[ii]
Este trecho oferece uma boa noção de como Lattes entendia seu trabalho. Dependendo do objeto estudado, como aqueles ligados diretamente à identificação visual, o cientista precisa desenvolver uma percepção de forma. Neste caso, apenas com a presença de alguém experimentado na realização das observações, orientando o reconhecimento das características a serem percebidas, é que este saber pode ser partilhado. Expressões textuais, ao menos nesse caso, não deram conta.[iii] Lattes desenvolveu sua habilidade para detectar mésons em emulsões nucleares, produzidos por raios cósmicos, na Universidade de Bristol, entre 1946 e 1947, e se transferiu para a de Berkeley, em 1948, levando seu saber detectar, onde usou o cíclotron e as mesmas emulsões da Ilford. Os físicos de Berkeley, seguros da produção de mésons por conta do que a teoria demonstrava, continuariam com dificuldades para identificá-los sem a presença de Lattes. Entradas de seus cadernos de laboratório indicam a inexistência deste saber ver antes da chegada do físico brasileiro:
Recent theoretical work indicates that there is a possibility of making mesotrons at the energies now available from the 184” cyclotron. The cross section predicted, however, are so small that the mesotrons might not have been observed even though they are being made.[iv]
É possível indicar uma incomensurabilidade perceptiva que impede que entes ou fenômenos que não fazem parte de um quadro mental já instalado sejam vistos. Quando vistos, a primeira reação é de estranheza. Em um segundo momento, reconhecendo-lhes sua diferença em comparação ao que é conhecido (ou mesmo quando reconhecidos e enquadrados em padrões já existentes), os entes e fenômenos são manipulados e transformados em objetos simbólicos: gráficos, diagramas, figuras, etc. que passam por processos de transposição de significados que os ligam à coisa representada.[5] Esse processo de transposição de significados pode ser estendido a inscrições textuais. Em 1938, quando Carl Anderson e Seth Neddermeyer observaram uma partícula cuja massa não conseguiram precisar, mas sabiam que ela estava entre a do próton e a do elétron, eles se apressaram para chamá-la de mesotron.[6]
Escrevendo sobre os inobserváveis
Não existia livro sobre física nuclear em português na segunda metade dos anos 1940 e Lattes compartilhava seu desejo de mudar essa situação com seu amigo e também físico, José Leite Lopes. “[…] Tive uma ideia. Talvez seja muita fantasia, mas, em todo caso, lá vai”, disse Lattes a Leite, na primeira carta que lhe enviou após ter chegado em Bristol, em fevereiro de 1946, emendando: “O que você pensa de escrevermos um livro em português sobre física atômica e nuclear; dois volumes, talvez. Não há nada sobre o assunto no Brasil e parece-me que seria interessante começar.”[v] Se não havia publicações sobre o tema em português, consequentemente, não havia termos para designar algumas das novidades que surgiam.
“Com a mobilização de novos instrumentos, temos novos dados, novas habilidades de análise e há a necessidade de terminologia adequada que, via de regra, ainda não existe.”
Muito preocupado com a situação de sua área de atuação em nosso país, Lattes se esforçava para introduzir aqui os resultados que alcançava no exterior. Ainda em 1946, ele escreveu novamente a Leite Lopes: “Caso já exista alguma tradução decente para range, track, etc., substitua o que empreguei no trabalho e risque o parágrafo em que justifico as traduções.”[vi] O trabalho ao qual Lattes se refere saiu no “Anais da Academia Brasileira de Ciências”,[7] e é derivado da investigação que realizou usando a radiação do samário e a nova emulsão nuclear. Com a mobilização de novos instrumentos, temos novos dados, novas habilidades de análise e há a necessidade de terminologia adequada que, via de regra, ainda não existe. A justificativa que Lattes deu em seu artigo nos Anais para suas versões em português de termos que já circulavam em inglês, deixa isso claro:
Devido à quase inexistência de trabalhos sobre física nuclear em língua portuguesa, encontramos dificuldade na tradução de alguns têrmos de uso corrente em trabalhos científicos dessa natureza. Em vista disso, à título precário, aguardando melhores sugestões, empregaremos os seguintes termos:
“Alcance” como tradução do termo em inglês “Range”.
“Dispersão” por “Straggling”.
“Poder detentor” por “Stopping power”.
“Traço” por “Track”.[8]
Como o que é visto ao microscópio é o traço, se analisarmos o primeiro momento de expressão deste ato de ver, encontraremos suas representações nos cadernos de laboratório, feitas quando seu observador ainda estava com as emulsões sob suas oculares. Este é o momento que começamos a ver as transposições das informações contidas nos traços para os vários tipos de representação que elas iam receber. Ao analisarmos uma das últimas etapas de transposição, que é a síntese das transferências de sentidos entre o ente, suas interações com o detector, as medidas feitas, os diagramas elaborados, etc. para o formato textual, é possível perceber que, em alguns momentos, Lattes teve que refletir sobre os termos que escolhia para fazer referência ao que observava.
Após a identificação do méson negativo, Lattes foi o responsável pela redação de um primeiro texto para comunicar o resultado internamente no Radiation Laboratory.[9] Julgamos ser interessante colocar lado a lado os trechos dos rascunhos deixados por Lattes e seus respectivos formatos publicados. No primeiro exemplo (Figura 1), Lattes conduz sua escrita usando “observations”, palavra que ele alterou, ainda no rascunho, para “measurements”. Se “observations” fosse mantida, a frase poderia dar a entender que os mésons negativos foram observados diretamente e não os traços causados por eles. Por outro lado, “measurements” desloca a interpretação do leitor para a ideia do traço causado pela partícula, que é, de fato, o que fora medido.
Figura 1. Manuscrito de Cesar Lattes da “produção de mésons pelo cíclotron Berkeley de 184” polegadas (measurements x observations)
(Fonte: Drafts of publications. Research and Development Records and Administrative Files of Eugene Gardner. National Archives Records and Administrations. San Bruno, caixa 01, pasta 15. O trecho publicado está em GARDNER, E.; LATTES, C. M. G. The production of mesons by the 184”-inch Berkeley Cyclotron. WAKERLING, R. K. Research progress meeting. February 26, 1948. University of California, Radiation Laboratory, p. 05. Disponível em <http://escholarship.org/uc/item/3jd6q00p#page-1>. Acesso em: 30 jan. 2024.)
No segundo caso (Figura 2), temos uma ligeira confusão entre “particles” e “tracks”, que, mais uma vez, dá indícios de como Lattes conduziu seu processo de construção de conhecimento. Parece-nos, em caráter hipotético, que, apesar de conscientemente Lattes saber que observava não as partículas diretamente, mas, sim, seus traços, ele, inconscientemente, se confundia, percebendo o engano apenas no ato de escrita, quando deparado com a necessidade de se manifestar textualmente sobre suas ações. Há um elo tão potente entre o méson e o traço que ele causa na emulsão que até o cientista que transpõe essa ligação para palavras toma, momentaneamente, um pelo outro.
Figura 02: Manuscrito de Cesar Lattes da “produção de mésons pelo cíclotron Berkeley de 184” polegadas (tracks x particles)
(Fonte: Drafts of publications. Research and Development Records and Administrative Files of Eugene Gardner. National Archives Records and Administrations. San Bruno, caixa 01, pasta 15. O trecho publicado está em GARDNER, E.; LATTES, C. M. G. The production of mesons by the 184”-inch Berkeley Cyclotron. WAKERLING, R. K. Research progress meeting. February 26, 1948. University of California, Radiation Laboratory, p. 05. Disponível em <http://escholarship.org/uc/item/3jd6q00p#page-1>. Acesso em: 30 jan. 2024
Estas relações entre grãos ionizados formando traços, partículas subatômicas não observadas diretamente e palavras ganham mais um elemento: a agência definidora deste conjunto de atos quando vemos o rascunho da legenda da fotografia do decaimento do méson pi no mi (Figura 3). Neste trecho, Lattes deixa evidente que as ações que executava não possuíam um significado claro. Ele percebe a polissemia de suas ações de cognição, e parece que não chegou a decidir qual termo usar. A desintegração do méson pi no méson mi foi, afinal, “reported”, “described” ou “observed”? Obviamente, estas dúvidas não aparecem no formato do artigo publicado. Afinal, é um artigo que inaugurava a física de partículas e não tinha como objetivo tratar sua filosofia.
Figura 03: Manuscrito de Cesar Lattes da “produção de mésons pelo cíclotron Berkeley de 184” polegadas (reported x described x observed)
(Fonte: Drafts of publications. Research and Development Records and Administrative Files of Eugene Gardner. National Archives Records and Administrations. San Bruno, caixa 01, pasta 23. O trecho publicado está em GARDNER, E.; LATTES, C. M. G. The production of mesons by the 184”-inch Berkeley Cyclotron. WAKERLING, R. K. Research progress meeting. February 26, 1948. University of California, Radiation Laboratory, p. 05. Disponível em <http://escholarship.org/uc/item/3jd6q00p#page-1>. Acesso em: 30 jan. 2024.)
Conclusão
A escrita de um artigo científico sobre física de partículas, definitivamente, possui uma dificuldade que pode não ser percebida. Há uma dialética entre a natureza investigada, os dados produzidos pelos instrumentos, as ações de enunciação do experimento e resultados alcançados que colocam o cientista no centro desse processo de significação. É ele quem calibra, mede, calcula e representa simbólica e textualmente os fenômenos e entes naturais. Enfim, é ele quem fala acerca da natureza, e não a natureza que fala através dele. Entretanto, como os cientistas também fazem parte da natureza sobre a qual falam, podemos inferir que ciência é um complexo jogo de autoconhecimento no qual, ao mesmo tempo em que somos sujeitos que conhecem, a maneira que enunciamos esse conhecimento nos torna também objetos de nosso próprio saber. Talvez Lattes tenha percebido isso.
“Há uma dialética entre a natureza investigada, os dados produzidos pelos instrumentos, as ações de enunciação do experimento e resultados alcançados que colocam o cientista no centro desse processo de significação.”
