Olá, professor Carlos Filhais.

Olá, João Miguel.

Professor, andámos ocupados com temas sugeridos por ouvintes, mas agora que estamos no tempo dos Prêmios Nobel, está na hora de fazermos um resumo dos prêmios deste ano. Vamos a isso, professor?

Vamos a isso.

Vamos lá.

Nobel é conosco. Não se faz o plural, é só Nobel.

Ah, pois é. Bem visto. Vamos deter-nos nos Nobel da Física e da Química. E começando pela sua disciplina, a Física, o prêmio deste ano foi atribuído a três cientistas, os franceses Anne L'Huillier e Pierre Agostini e o húngaro Ferenc Krausz. A Academia de Estocolmo reconheceu os métodos experimentais que geraram pulsos de attosegundos de luz para o estudo da dinâmica de eletrões na matéria. Professor, um terço do prêmio foi para uma senhora. É raro isso acontecer, não é, professor?

Sim, é bastante raro, infelizmente. Esta senhora é apenas a quinta mulher a receber o Nobel da Física, o que é muito pouco, porque o prêmio já está há mais de 100 anos, em geral é dado a mais que uma pessoa e portanto é uma porcentagem minúscula dos premiados. É quase insignificante que só mulheres, o que não representa, de maneira nenhuma, o contributo que as mulheres têm dado pra Física e pra Ciência em geral. Mas pouco a pouco vai se somando à quota feminina que começou com Madame Curie, no ano de 1903.

Havemos de falar sobre Madame Curie mais à frente, lá pelo dia 5 de novembro, creio eu.

É o aniversário dela.

O aniversário é dia 7. Nós vamos antecipar, vamos falar sobre Madame Marie Curie no dia 5. Vamos agora ao trabalho destes Nobel, professor. O que são attosegundos?

Attosegundo é um intervalo de tempo muito pequeno. É mesmo um instantinho. É das coisas mais pequenas que podemos imaginar, se é que conseguimos imaginar. Vamos lá ver se eu consigo explicar. O atto é uma fração de 18 zeros e depois o um. E isso é, de facto, muito pequeno. Vamos começar pelo segundo, divide em mil, divide em mil e divide em mil outra vez. Isto é uma parte, é só metade. E depois faz outra vez a mesma coisa: divide em mil, divide em mil e divide em mil. E, portanto, você está a ver, divide em mil seis vezes.

Não há escala pra isso, não é?

Não há escala pra isso. Mas, no entanto, conseguiu-se fazer. Nós conseguimos dividir o tempo de uma maneira mais fina do que dividimos o espaço, é impressionante. Nós não conhecemos partículas de espaço que tenham desse tamanho. E, no entanto, estamos agora a fazer impulsos de luz que duram esse instante ultracurto. E então, o Prêmio Nobel foi dado a estes três cientistas por terem conseguido essa proeza. Como é que eles fizeram isso?

Pois, é a pergunta que se impõe.

Vamos então ao trabalho deles. Eles fizeram isso com lasers. Com lasers de infravermelho, lasers de luz invisível, infravermelho. E lançaram essa luz contra um sistema gasoso, o gás argon. É um gás que embora em pequena porcentagem, existe no ar. E o que é interessante é que este laser, esta luz, consegue arrancar os eletrões aos átomos. Portanto, nós dizemos que ioniza os átomos. Como é a luz que arranca os eletrões, nós falamos de fotoionização. Os eletrões são arrancados num conjunto enorme de átomos. E o que acontece quando os átomos escapam? Os átomos excitados têm tendência a decair, e vão decair. E agora, o que eles repararam? Pioneira foi a senhora, foi a senhora que começou este trabalho no ano 1987. Os outros depois apenas aperfeiçoaram. Ela agora está na Universidade de Londres, mas ela começou por trabalhar em Paris. O que observou foi uma coisa muito interessante, é que vinha luz dos próprios átomos. Uma luz diferente, a luz infravermelha, mas havia também uma luz com vários comprimentos de onda regulares. Os átomos respondiam com certo padrão. Recebiam aquela luz, respondiam com outra luz. E havia várias frequências possíveis na resposta, mas todas essas frequências de luz eram múltiplas umas das outras. Tinha um conjunto de ondas com frequências múltiplas, nós chamamos a isso harmônicos, que se podiam somar, que se podiam sobrepor. Agora é um problema técnico: pegar na luz da resposta do gás, somá-la de uma certa maneira, sobrepô-la de uma certa maneira E com isso, tendo muitas ondas à sua disposição, de vários comprimentos de onda, é possível fazer o tal pulso de luz, que significa uma luz concentrada só num sítio do tempo. Isso é que é um pulso. Pulso ou impulso, é uma luz concentrada num certo tempo. E ela começou a ver que isso era possível, tinha, de algum modo, sincronizar isso, a resposta com o sinal de entrada, mas à saída, é o que dá o fundamental, tinha um pulso muito pequeno. E depois os outros, o francês, que trabalha agora na Universidade do Ohio, nos Estados Unidos, e o húngaro, Frank Krausz, que veio da Hungria, estudou na Áustria e agora é professor em Munique e dirige um Instituto Max Planck nesta área, dita da ótica quântica. O que eles fizeram foi aperfeiçoar esta técnica pra ter um comboio destes pulsos, ou impulsos, e depois para terem apenas um único, mas cada vez menor, pra ter apenas algumas dezenas ou centenas de attosegundos. E foi isso que se conseguiu. Portanto, é a luz mais rápida do mundo, é o impulso de luz mais pequeno do mundo. E isso é, de facto, uma coisa extraordinária. E o comitê Nobel, embora com algum atraso, porque estes trabalhos foram iniciados nos anos 80, 90, etc. Mas reconheceram, e justamente, digamos, esta proeza.

O reconhecimento chega sempre. Pode demorar, mas chega.

Às vezes é mais rápido, outras vezes é mais lento.

Exato. Às vezes é um attosegundo, outras vezes não.

O problema é quando é muito tardio o reconhecimento. Mas neste caso, veio a tempo. Eles estão bem, estão a trabalhar, todos. É curioso. Às vezes dá-se prêmios a reformados.

É verdade.

E este prêmio foi dado a pessoas que estavam trabalhando. Em particular, a senhora, quer dizer, a doutora, a minha colega, a professora de Física em Londres, Luísa, estava a dar aulas e foi no intervalo de uma aula que ela soube que tinha recebido o prêmio.

Imagina aquela alegria na aula seguinte. Professor, e o que é que se pode fazer com esses tais pulsos ou impulsos de luz?

Pergunta interessante. O João Miguel faz sempre umas perguntas que vão ao ponto. O que é que se faz com isso? Serve pra quê? Eu percebo. Serve pra quê? Ora bem, há processos atômicos, agora estamos a falar de ionização, que são processos muito rápidos. Mas não são tão rápidos quanto esse attosegundo. Demoram mil vezes mais. A unidade mil vezes maior que o attosegundo chama-se femtosegundo. Os processos de excitação eletrônica, que já serviram pra produzir esta luz, o arranque do elétron de um átomo, demora tempos da ordem típica do femtosegundo, portanto, mil vezes mais que o attosegundo. Ainda assim, muito pequeno. Mas se temos um flash, vamos chamar de assim. Se temos um flash que é mil vezes maior, ou não é preciso ser mil, 100 vezes menor, nós conseguimos, eu vou usar uma palavra do dia a dia pra se perceber melhor, fotografar esses acontecimentos atômicos. Pra que isto serve? Serve pra apanhar os elétrons em movimento. Quer dizer, nós vamos conhecer mais da dinâmica atômica e molecular. Já sabíamos alguma coisa, por exemplo, reações químicas, já tínhamos luz que tinha pulsos de laser com pulsos femtosegundos, que já conseguíamos ver alguma coisa das reações químicas, perceber como é que se dava o rearranjo eletrônico quando há uma reação química. Mas agora temos coisa mais curta e, portanto, temos acesso a fotografias muito rápidas do elétron, por exemplo, a escapar do átomo. Isto é uma coisa verdadeiramente extraordinária, porque uma coisa é ver os átomos, já víamos, agora é ver os elétrons a saltar lá.

É um mundo novo que se abre.

Sim, é um mundo novo, primeiro pra ciência e as aplicações não estão ainda aí, mas não sabemos o que é que poderá se fazer pra identificar processos, pra identificar moléculas, etc. Deixa eu dar exemplo: se um pássaro bate as asas muito rapidamente e o nosso olhar no pássaro não dá. Mas se tivermos uma fotografia que seja muito rápida, que faça os fotogramas muito rápido, a gente pode fazer um filme, passar imagem a imagem e ver exatamente como é que o pássaro bate as asas. Ora bem, troca o pássaro pelo átomo e é isso que vamos poder fazer.

Fantástico.

Ou estamos a começar a fazer.

A começar, exatamente. Professor, vamos ao Nobel da Química. A Academia Sueca também premiou um trio de cientistas, o norte-americano de origem russa Alexei Ekimov, o norte-americano Louis E. Broude e o francês Moungi Bawendi, pelo trabalho que este trio desempenhou e que levou à descoberta e síntese de pontos quânticos. O melhor é começar pelo princípio. O professor sabe que eu venho de Letras, portanto, o que é que são pontos quânticos?

Vou tentar explicar então os pontos quânticos a um homem de Letras. Ora bem, não são bem pontos, os nomes enganam. Não são bem pontos. São partículas muito pequenas, que nós designamos por nanopartículas. O nano o que é? Porque estamos a falar do átomo e do fento, o nano são só nove zeros. Portanto, pega-se o nanômetro, pega-se no metro, divide em mil, tem o milímetro, divide em mil, tem o mícron. O mícron já não se vê a olho nu, só com microscópio, e divide outra vez em mil, e então já não se vê com microscópio normal, só com microscópio especial eletrônico, mas estamos no mundo das moléculas. Portanto, é um milésimo do milionésimo, é o tamanho das moléculas. Estamos no mundo molecular E o que estas nanopartículas têm são poucos átomos. No fundo, são moléculas, são agregados de átomos, que são produzidos artificialmente. Não são moléculas que existam na natureza, mas são produzidas. E por que se produzem estas partículas? Tem havido um grande interesse, há muitos anos, podemos chamar assim, em vez de moléculas artificiais, vamos chamar agregados atômicos. Por estes agregados atômicos. É que sabemos que as propriedades deles vão depender do tamanho. Temos partículas mais pequenas, vamos supor, começando com um átomo, com dois átomos, com três átomos. Pode haver com 100 átomos, com 1000 átomos. Podemos ter partículas de qualquer tamanho, de qualquer material. Pense em qualquer elemento químico e podemos ter partículas de qualquer. Pense no sódio. Podemos ter partículas de um átomo, dois átomos e as propriedades do sódio extenso, que é um metal, emergem lentamente, quer dizer, não estão presentes logo no átomo, nem em dois, nem em três, emergem a partir daí. O que significa que estes agregados pequenos têm propriedades diferentes da matéria grande. E agora não estamos a falar de um metal como o sódio, estamos a falar de semicondutores como o silício, ou pode não ser um elemento só, pode ser uma mistura de elementos, pode ser um composto químico, pode haver dois ou três átomos dentro da partícula. Mas temos aqui uma nanotecnologia para fazer partículas de todos os tamanhos, que têm propriedades diferentes conforme o material e conforme o tamanho.

Pois, foi o que eu tinha lido, que as propriedades mudavam consoante o tamanho. Isso é incrível.

Portanto, João Miguel, e todos os nossos ouvintes, o tamanho importa. O tamanho é importante, para quem não saiba. Estamos a falar de nanopartículas.

Nanopartículas. Ia-lhe perguntar que horizontes é que se abrem com a descoberta deste trio de cientistas premiados com o Nobel?

Há vários tipos de propriedades, mas uma das mais interessantes são as propriedades óticas. O que isso significa? A luz que recolhe e a luz que emite. E a luz vai mudando conforme o tamanho. Por exemplo, se for mais pequeno, vai pro azulado. E portanto, a gente pode ter cores de vários materiais feitos de nanopartículas, e a cor vai mudando conforme o tamanho das tais nanopartículas, pontos quânticos. E portanto, isto pode servir para quê? Pode servir para ecrãs. Já está a servir, há uns ecrãs, enfim, não é ainda esta última tecnologia que eles desenvolveram, mas do mesmo gênero. Há ecrãs chamado OLED, que significa LEDs orgânicos, mas já uns quantum LEDs, o que significa que há pontos quânticos para fazer ecrãs de televisão ou de computador, qualquer tipo de ecrãs. Ou fotodetectores, ou qualquer coisa que tenha a ver com luz, estes materiais vão ter aplicações. Até, por exemplo, para, mais uma vez, identificar moléculas ou materiais, etc. Porque a resposta varia conforme o tipo de material. Imagine que a gente pega numa destas nanopartículas muito pequenina, que tem uma certa luz, e que a gente associa a uma molécula orgânica maior e que a partícula pequena que foi metida lá não faz nada, mas a partícula grande, que é orgânica, tem um certo papel no organismo vivo. A gente pode, com a luz, é uma espécie de um farol, pode acompanhar o que está a acontecer naquele processo de interesse biológico. Outras palavras, temos ali uns companheiros que podem emitir luz e ajudar a esclarecer o que está a passar no processo. E a luz é uma luz bem identificada, quer dizer, vai ali uma espécie de uma lanterna. É uma maneira de dizer.

É o canário na mina, não é?

Exatamente, que ajuda. Tem aplicações, quer na nossa vida, em monitores de televisão, isso já é um avanço feito, e que vai evoluir, e tem também aplicações que se preveem no futuro para, mais uma vez, identificação de processos microscópicos. E, portanto, o que fizeram estes químicos? O Russo, agora está nos Estados Unidos há cerca de 20 anos, tem uma empresa em Nova York. Mas o Russo foi o pioneiro a perceber o fenômeno. Só esta coisa que isto é muito curioso. Um fenômeno que não era totalmente desconhecido, porque os vidreiros da Idade Média, que não sabiam nada de física quântica, eles punham partículas pequenas lá dentro. Não eram nanopartículas, mas eram partículas, e sabiam que isso alterava a cor do vitral. Era assim, do modo empírico, quase alquímico, que eles faziam as cores dos vitrais, metendo coisas no vidro. Agora, faz-se isso com uma precisão enorme, digamos, são os novos construtores de vitrais, de algum modo, que se pode fazer. E foi um russo que desenvolveu o conhecimento nesta área e depois os outros aperfeiçoaram. Em particular, o russo até é mais físico do que químico. Está entre física e química, e os outros aperfeiçoaram, desenvolver processos químicos que sintetizem estas nanopartículas, o que não foi fácil, mas eles conseguiram.

Incrível.

E, portanto, tiveram direito ao prêmio.

Incrível. Até a mais ínfima partícula pode mudar o nosso universo. Ouvinte@oobservador.pt é o e-mail para onde nos pode escrever. Se nos ouve na plataforma Spotify, no telemóvel, temos um desafio para si. Atenção, porque só funciona no telemóvel. Responda na aplicação à seguinte pergunta: quantas mulheres já ganharam o Prêmio Nobel da Física, desde que ele começou? Quatro, cinco ou seis? Professor, não se esqueça de partilhar o programa nas redes sociais. Quanto aos nossos ouvintes, partilhem também, subscrevam.

Vou fazer isso. Vou partilhar.

Faça isso. Subscrevam o podcast nas plataformas e enviem sugestões então para o ouvinte@oobservador.pt. Professor Carlos Filhais, não temos mais tempo, até para a semana.

Até para a semana. Adeus!