O legado de Paul Dirac: A descoberta do antielétron e a riqueza insuspeitada da natureza

No dia 2 de janeiro de 1928, o renomado matemático e físico britânico Paul Dirac (1902–1984) publicou no periódico “Proceedings of the Royal Society” um trabalho que foi considerado um dos mais importantes da história da física. Esse trabalho foi resultado de mais de um ano de dedicação e consistiu na reformulação, na linguagem da teoria da relatividade restrita de Einstein, da equação de onda de Schrödinger, que descreve o modo como sistemas quânticos evoluem no tempo.

Antes disso, Arnold Sommerfeld havia proposto que os elétrons possuem uma “rotação interna”, com dois valores possíveis, positivo ou negativo, mas essa era apenas uma hipótese ad hoc, sem base em evidências. A equação de Schrödinger não oferecia informações sobre o spin dos elétrons. Com a equação de Dirac, tudo mudava: a nova equação implicava que o spin do elétron tinha que existir, com dois valores possíveis.

O desafio estava em interpretar as outras duas soluções da equação de Dirac. Dirac sugeriu que essas soluções inesperadas corresponderiam a outra partícula subatômica, que ninguém havia previsto, e passou anos justificando essa afirmação. Foi em 1931 que ele se convenceu de que se tratava de um “antielétron”, também conhecido como pósitron, com a mesma massa do elétron, mas carga elétrica de sinal contrário (positiva).

Em 1932, o físico norte-americano Carl Anderson comprovou experimentalmente a existência do pósitron, e tanto Dirac quanto Anderson foram distinguidos com o Prêmio Nobel. Esse feito foi considerado um marco na física, pois comprovou a existência das antipartículas.

Atualmente, a mecânica quântica prevê que toda partícula subatômica possui uma antipartícula, e essa previsão tem sido confirmada experimentalmente. Justamente por isso, é possível afirmar que a riqueza insuspeitada da natureza, representada pela existência da antimatéria, foi descoberta através de uma equação matemática.

O trabalho de Dirac foi crucial para a compreensão das partículas subatômicas e levou à descoberta de novos fenômenos e conceitos fundamentais na física. Sua contribuição é celebrada até os dias atuais pelos avanços que proporcionou à ciência e pelas bases teóricas que estabeleceu para a compreensão do universo.

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