TEORIAS E FILOSOFIAS DE GRACELI 108

terça-feira, 13 de novembro de 2018

Graceli principle of equivalence relation between interactions of energies, ions and charges, transformations, vibrations, quantum potential and magnetic momentum, particulate and wave emissions, and bonding energy. and according to categories of Graceli.

pGre = i, t, v, [pq], [mm], [epo], [el] = cG.

princípio Graceli de relação de equivalência entre interações de energias, íons e cargas, transformações, vibrações, potencial quântico e momentum magnético, emissões de partÍculas e ondas, e energia de ligação. e conforme categorias de Graceli.

pGre = i,t,v,[pq],[mm],[epo],[el] = cG.

vibrações e espalhamentos no sistema categorial Graceli.

ve = ε = h ν [pitG]
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ve = vibrações e espalhamentos.

pitg = potencial de interações e transformações Graceli.

As vibrações das moléculas

Quando falamos de vibração de uma molécula estamos nos referindo a movimentos dos átomos que deixam fixo o centro de massa da molécula.
Se o centro de massa se deslocar, o movimento é de translação. Existe, também, um tipo de movimento no qual a molécula gira como um todo, rigidamente, em torno de um eixo que passa por seu centro de massa, mantendo fixas as distâncias entre os átomos. Esse é o movimento de rotação.

As animações ao lado representam uma molécula de água (H₂O) e exemplos de movimento de translação e de rotação. Na verdade, existem 3 possibilidades distintas de translação, uma para cada direção no espaço tri-dimensional, e 3 de rotação, cada uma em torno de um dos três eixos que se cruzam no centro de massa da molécula. No caso da figura, esse eixo de rotação está na direção vertical.

E quantas vibrações são possíveis? É fácil calcular: multiplique o número de átomos da molécula por 3, obtendo assim o número de graus de liberdade da molécula. Desse número subtraia 6, que são os 3 movimentos de translação e os 3 de rotação. O que resulta é o número de vibrações possíveis. Por exemplo, a molécula de água tem 3 átomos. Logo, tem 3x3 = 9 graus de liberdade. Então, tem 9 - 6 = 3 maneiras distintas de vibrar.

As animações ao lado representam os três modos possíveis de vibração de uma molécula de água. São os modos normais de vibração da molécula de água. O primeiro é chamado de modo de esticamento simétrico, o segundo de modo de esticamento assimétrico e o terceiro de modo de dobramento. A razão para esses nomes é evidente. Com um pouco de imaginação, você pode ver que o centro de massa da molécula, que deve estar um pouco abaixo do átomo de oxigênio, fica fixo enquanto os átomos se deslocam.Essa figurinhas servem apenas para ajudar a visualizar os modos de vibração mas são só esquemáticas e muito exageradas. No caso real, os deslocamentos dos átomos são muito pequenos se comparados com as distâncias inter-atômicas. Além disso, as freqüências dos movimentos reais são enormes.

Se uma molécula qualquer for excitada de algum modo apropriado, seus átomos podem adquirir movimentos que são aparentemente desorganizados, mas, uma análise cuidadosa mostrará que esses movimentos são apenas combinações dos modos normais de vibração. Como cada modo normal de vibração tem uma energia própria, conhecendo quais são esses modos e quais são suas energias saberemos muito sobre como a molécula pode interagir com os agentes excitadores. Um deles pode ser a luz que incide sobre a molécula. Suponha que um feixe de luz (fótons) incide sobre uma molécula que está paradinha em seu canto (uma ficção). É possível que a energia do fóton seja absorvida pela molécula, fazendo-a vibrar com um de seus modos normais. Nesse caso, o fóton é absorvido e sua energia vira energia de vibração. As moléculas costumam absorver fótons de luz infravermelha pois seus átomos gostam de vibrar com freqüências nessa região do espectro. Esse tipo de fenômeno, chamado de absorção no infravermelho, é muito útil na caracterização das moléculas mas não é dele que queremos tratar, por enquanto. O que nos interessa agora é saber o que acontece (ou pode acontecer) quando luz de energia mais alta, na faixa da luz visível, incide sobre uma molécula.

Como vimos na introdução, um fóton de luz incidindo sobre uma molécula é espalhado por ela. Se não houver troca de energia, isto é, se a molécula espalhadora não se abalar, o espalhamento é elástico. A grande maioria dos fótons incidentes é espalhada elasticamente. Esse tipo de espalhamento é chamado de espalhamento Rayleigh, pois foi Lord Rayleigh que estudou esse processo e mostrou que é responsável pela cor azul do céu.Alguns fótons, porém, podem excitar um modo de vibração da molécula (ou vários modos), perdendo energia no processo. Depois desse espalhamento inelástico, a molécula passa a vibrar e o fóton muda de cor, pois sua energia diminuiu. Na animação ao lado, que serve apenas como uma paródia do processo, o fóton que era de luz verde antes do choque, fica vermelho depois dele. Isso é um exagero, pois a energia perdida é pequena, se comparada com a energia inicial do fóton. A mudança de cor no processo, que na verdade é apenas uma mudança no comprimento de onda da luz, seria imperceptível ao olho.

Esse é o espalhamento Raman (ou efeito Raman), observado e explicado por Chandrasekhar Raman. Nem todo modo de vibração de uma molécula pode produzir espalhamento Raman. Os que podem são chamados de modos ativos para esse tipo de espalhamento. Alguns modos não podem ser excitados por esse tipo de espalhamento e são ditos inativos. No capítulo seguinte veremos como distinguir esses dois tipos de modos.

Como a luz interage com as vibrações moleculares.
O espalhamento Raman e a absorção do infravermelho.
Um exemplo de espectro Raman .
A espectroscopia Raman, os lasers e o físico brasileiro Sérgio Porto.

vibrações e espalhamentos no sistema categorial Graceli.

ve = ε = h ν [pitG]
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ve = vibrações e espalhamentos.

radioatividade artificial e da fissão nuclear no sistema categorial Graceli
domingo, 28 de outubro de 2018

radioatividade artificial e da fissão nuclear no sistema categorial Graceli.

Matriz categorial de Graceli.

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(1897-1956; PNQ, 1935), o físico francês Jean Frédéric Joliot (1900-1958) resolveu adotar o nome Joliot-Curie para que ficasse preservado o nome Curie, uma vez que sua mulher só possuía a irmã Eve, conforme registramos anteriormente. A fama do casal Joliot-Curie se deveu ao fato da  descoberta da radioatividade artificial ocorrida em 1934 (Comptes Rendus de l´Academie de Sciences de Paris  198, pgs. 254; 559 e Nature 133, p. 201), em conseqüência de experiências que o casal realizou, nas quais bombardeou alumínio () com partículas  (). Depois de remover a fonte dessas partículas, os Joliot-Curie observaram que o alvo de alumínio, depois de expelir nêutrons (), continuava a emitir radiações e interpretou-as como provindas de um isótopo, na realidade, um radioisótopo do fósforo () não encontrado na Natureza. Desse modo, esse casal acabara de descobrir a radioatividade artificial, de acordo com a seguinte reação nuclear:

                   Muito mais tarde, na década de 1950, as radiações que aparecem nesse tipo de reação nuclear, foram explicadas como sendo devidas ao decaimento desse fósforo radioativo em silício (), com a emissão de um pósitron () e seu respectivo neutrino (), em uma reação do tipo: com a vida média tendo o seguinte valor: T = 3,25 min.
                   É oportuno destacar que, antes dessa sensacional descoberta, o casal Joliot-Curie esteve perto de realizar duas outras notáveis descobertas. Vejamos como. Em 1932 (Comptes Rendus de l´Academie de Sciences de Paris  194, pgs. 273; 708; 876), esse casal bombardeou um alvo de berílio (Be) com partículas , observando uma “radiação penetrante” capaz de arrancar prótons (p) do absorvente de parafina que esse casal havia usado. Aliás, esse tipo de “radiação penetrante” já havia sido observado pelos físicos alemães Walther Bothe (1891-1957; PNF, 1954) e Herbert Becker (1887-1955), em 1930 (Zeitschrift für Physik 66, p. 289; Naturwissenschaften 18, p. 705), ao bombardearem os elementos químicos leves [lítio (Li), Be, boro (B) etc.] com partículas  emitidas pelo polônio (Po), descoberto pelo casal Curie, em 1898. Esse tipo de “radiação” foi então interpretada como radiação gama (). Contudo, o casal Joliot-Curie interpretou-a como sendo um novo tipo de radiação, diferente da . Ao apresentarem essa interpretação, admitiram que essa “nova radiação penetrante” havia sofrido um espalhamento Compton com o próton da parafina e, com isso, o casal calculou sua energia como sendo de 55 Mev. Porém, nessa época, não havia evidência experimental para uma energia tão alta, uma vez que o máximo de energia então observada experimentalmente era da ordem de 10,6 Mev.
                   É oportuno registrar que essa possível “nova radiação” da Natureza foi interpretada corretamente pelo físico inglês Sir James Chadwick (1891-1974; PNF, 1935), ainda em 1932 (Proceedings of the Royal Society of London A136, pgs. 696; 735 e Nature 129, p. 312), ao realizar uma experiência na qual estudou a colisão de partículas  com um alvo de boro (), colisão essa que produziu o nitrogênio () e mais uma “radiação penetrante”, conforme acontecera nos casos vistos acima. No entanto, Chadwick interpretou essa “radiação” como sendo uma partícula neutra (conforme já havia sugerido, em 1931, em um trabalho que escreveu com H. C. Webster), a qual chamou de nêutron (), conforme indica a seguinte reação nuclear: , partícula essa cuja massa era aproximadamente igual à do próton. Observe-se que, nessa experiência, Chadwick usou um novo tipo de detector, o chamado escala de dois-contadores (“scale of two-counter”), que havia sido inventado pelos físicos ingleses F. A. B. Ward, Charles Eryl Wynn-Williams e H. M. Cave, em 1929 (Proceedings of the Royal Society of London A125, p. 715). Segundo nos relata o físico ítalo-norte-americano Emílio Gino Segré (1905-1989; PNF, PNF, 1959) em seu livro Dos Raios-X aos Quarks (Editora UnB, 1987), quando o físico italiano Ettore Majorana (1906-1938) leu o trabalho dos Joliot-Curie, exclamou: Que tolice. Eles descobriram um próton neutro e não o reconheceram. [O leitor poderá ver uma discussão matemática sobre as interpretações do casal Joliot-Curie e de Chadwick, no seguinte livro: V. Acosta, C. L. Cowan e B. J. Graham, Curso de Física Moderna (Harla, 1975).]
                   A segunda quase-descoberta do casal Joliot-Curie aconteceu no ano seguinte, em 1933 (Journal de Physique 4, p. 494), quando apresentou o resultado de experiências que realizou sobre a irradiação do alumínio () e do boro () com partículas , nas quais esse casal pensou que havia produzido a desintegração do próton (₁p¹) no nêutron (₀n¹) e no elétron positivo (), que acabara de ser descoberto pelo físico norte-americano Carl David Anderson (1905-1991; PNF, 1936), em 1932 (Proceedings of the Royal Society of London A41, p. 405 e  Science 76, p. 238). Com essas experiências, os Joliot-Curie haviam observado, sem perceber, o que seria no ano seguinte, em 1934, interpretado como decaimento beta () inverso, em trabalhos independentes, do físico italiano Gian Carlo Wick (1909-1992) (Atti Reconditi Lincei. Accademia nationale dei Lincei 19, p. 319) e dos físicos, o germano-norte-americano Hans Bethe (1906-2005; PNF, 1967) e o inglês Rudolf Ernst Peierls (1907-1995) (Nature 133, p. 532). Em linguagem atual, as experiências dos Joliot-Curie são representadas pelas seguintes reações nucleares:

,

.

                   Antes do início da Segunda Guerra Mundial (01/09/1939-08/05/1945), Frédéric Joliot-Curie observou que durante a fissão do urânio (U) [que havia sido produzida pela física sueco-austríaca Lise Meitner (1878-1968) e pelos químicos alemães Otto Hahn (1879-1968; PNQ, 1944) e Fritz Strassmann (1902-1980), em 1938, e da qual já falamos em um verbete desta série] havia produção de nêutrons e iniciou, a partir de então, uma linha de pesquisa que poderia levar a uma reação em cadeia. Segundo o químico francês Bertrand Goldschmidt (1912-2002) - que pertencia ao Laboratório de Frédéric, localizado em Clermont-Ferrand - em maio de 1939, Frédéric já havia conseguido um certo número de patentes, que o levaria a construir uma central nuclear, utilizando para isso a água pesada (D₂O) e o urânio. Contudo, com a invasão da França pelo exército alemão nazista, em 10 de maio de 1940, aquele Laboratório foi evacuado e o estoque de água pesada (180 quilos) que a França havia adquirido da Noruega, foi guardado na Prisão de Riom. É oportuno esclarecer que, graças a essa providência, pôde a França construir, em 1948, seu primeiro reator nuclear, sob a direção de Frédéric.
                   Aliás, sobre Lise Meitner [uma amante da música, que tocava duetos para piano com o sobrinho, o físico austro-alemão Otto Robert Frisch (1904-1979) e também com Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947; PNF, 1918), um pianista dotado], há um fato curioso a registrar. Em 1907, ela ofereceu-se voluntariamente para trabalhar no laboratório de Madame Curie, uma vez que tinha uma profunda veneração por essa cientista. Foi rejeitada. Segundo ela própria teria dito posteriormente: Como Irène era a “princesa” do Laboratório, sua mãe não queria outras “mentes brilhantes”. Essa rejeição permitiu que, ainda em 1907 e por indicação de Planck, Otto Hahn a contratasse e realizassem a famosa experiência citada acima que, ela própria com a colaboração de seu sobrinho Frisch interpretaram-na, em 1939 (Nature 143, pgs. 239; 471), como uma fissão nuclear, pois acreditavam que a experiência referida podia ser explicada com a suposição de que o urânio ao receber o nêutron, se partiria em dois fragmentos (xenônio – Xe e estrôncio – Sr), obedecendo a seguinte reação nuclear (em notação atual):

.

                   É interessante registrar que o nome fissão nuclear foi sugerido a Frisch pelo bioquímico norte-americano William A. Arnold, uma vez que era um termo utilizado na divisão celular de uma bactéria. Aliás, a idéia de fissão já havia sido pensada pela química alemã Ida Eva Tacke Noddack (1896-1979), em 1934 (Angewandte Chemie 47, p. 653), ao interpretar as experiências realizadas pelo físico ítalo-norte-americano Enrico Fermi (1901-1954; PNF, 1938) e seu grupo na Universidade de Roma (vide verbete nesta série), em maio de 1934, como sendo devidas a uma “fissão”. No entanto, ela nunca se preocupou em realizar uma experiência para confirmar essa sua conjectura. Registre-se, também, que a primeira explicação teórica sobre a “fissão nuclear” foi formulada, em 1939, em trabalhos independentes realizados pelos físicos, o dinamarquês Niels Henrik David Bohr (1885-1962; PNF, 1922) e o norte-americano John Archibald Wheeler (n.1911) (Physical Review 56, pgs. 426; 1056), e o russo Yakov Ilyich Frenkel (1894-1954) (Journal de Physique – URSS 1, p. 125) , usando o modelo da “gota líquida” que havia sido formulada por Bohr, em 1936 (Naturwissenschaften 24, p. 241 e Nature 137, p. 344). Segundo esse modelo, as reações nucleares envolvendo a colisão de partículas leves (p.e.: prótons e nêutrons) com o núcleo que, junto com a partícula incidente, formava um núcleo composto  (“gota líquida”) com uma certa “energia de excitação” e que tem uma determinada vida-média antes de cindir-se (“fissionar-se”).

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radioatividade artificial e da fissão nuclear no sistema categorial Graceli.

Matriz categorial de Graceli.

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Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação [categorias de Graceli], temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.
Publicada por pensador filósofo Graceli à(s) 11:20 Sem comentários:
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trans-intermecânica de TUNELAMENTO no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

h e = quantum index and speed of light.

[pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..

EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

[pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

, [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG]..

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A "Alquimia" de Rutherford e as descobertas do próton, do nêutron, da radioatividade artificial e da fissão nuclear. .
Em entrevista à revista Ciência Hoje (Volume 4, jan/fev. 1983), o físico austríaco Guido Beck (1903-1988) conta um fato curioso que aconteceu com o físico inglês Lord Ernest Rutherford (1871-1937; PNQ, 1908). Estava o descobridor do núcleo atômico trabalhando em Manchester, na Inglaterra, por volta de 1918, no grande sonho dos alquimistas, que era, conforme todos sabemos, a transmutação dos elementos químicos, quando recebeu do Governo Inglês uma missão para ir a Paris e discutir com o físico francês Paul Langevin (1876-1946) um novo dispositivo de ultra-som que esse físico estava desenvolvendo, com o propósito de detectar submarinos, já que a Inglaterra e a França haviam se aliado contra a Alemanha, por ocasião da Primeira Guerra Mundial (1914-1918). Rutherford declinou do convite alegando que não tinha tempo para isso. Aí, então, o Governo Inglês mandou uma ordem de serviço para Rutherford e este respondeu da seguinte maneira: Agora não posso, vou mais tarde, pois se rompo o átomo isso será mais importante do que a vossa guerra. Hoje, todos nós conhecemos que o rompimento (fissão) do átomo só foi possível graças às experiências que Rutherford estava realizando naquela época. Uma transmutação efetiva foi apresentada por ele na Philosophical Magazine 37, pgs. 537; 571; 581 (1919), ao descrever uma reação nuclear que realizara, na qual uma partícula  () ao atravessar um cilindro contendo gases, principalmente nitrogênio (), havia transmutado esse elemento químico em oxigênio () com a emissão de um próton (), segundo a seguinte reação nuclear (considerada como a descoberta do próton):
Como essa reação transmutou o nitrogênio no oxigênio, Rutherford é considerado o "primeiro alquimista".
Experiências desse tipo realizadas por Rutherford, isto é, colisão de partículas  com elementos químicos, foram realizadas na década de 1930, na Inglaterra, pelo físico inglês James Chadwick (1891-1974; PNF, 1935), e em França, pelo casal Joliot-Curie [Iréne (1897-1956; PNQ, 1935) e Frédéric (1900-1958; PNQ, 1935)]. A experiência realizada por Chadwick, em 1932 (Proceedings of the Royal Society of LondonA136, pgs. 696; 735 e na Nature 129, p. 312), no qual bombardeou o boro () com a partícula  e obteve o nitrogênio (), é considerada como a da descoberta do nêutron ():

Por sua vez, a experiência realizada, em 1934 (Comptes Rendus de l´Academie des Sciences de Paris 198, pgs. 254; 559 e na Nature 133, p. 201, pelo casal Joliot-Curie, no qual bombardeou o alumínio () com a partícula  e obteve o primeiro isótopo radioativo, o fósforo (), é considerada como a da descoberta da radioatividade artificial:

É oportuno registrar que, com os nêutrons obtidos com reações desse tipo, o físico italiano Enrico Fermi (1901-1954; PNF, 1938) e sua equipe da Universidade Roma, os físicos italianos Franco Rama Dino Rasetti (1901-2001), Edoardo Amaldi (1908-1989), Emílio Gino Segrè (1905-1989; PNF, 1959) e o químico também italiano Oscar D´Agostino (1901- ), ainda em 1934 (Nature 133, p. 898), produziram a primeira fissão nuclear, sem, contudo, entendê-la como tal, ao bombardear o elemento químico urânio () com nêutron. Eles, contudo, pensavam que haviam obtido um novo elemento transurânico, o qual Fermi chegou a denominar de urânio-X. Registre-se que Fermi recebeu pressão do governo fascista italiano para denominar esse novo elemento químico de littorio, uma vez que os "littorios" eram oficiais romanos que portavam os fascios (feixes) como insígnia.
Em 1938 (Naturwissenschaften 26, p. 475), uma nova reação de fissão nuclear, também não entendida dessa maneira, foi realizada pelos químicos alemães Otto Hahn (1879-1968; PNQ, 1944) e Fritz Strassmann (1902-1980), e a física sueco-austríaca Lise Meitner (1878-1968), ao bombardearem o urânio com nêutrons lentos. Além dos resultados já conhecidos, um deles, no entanto, era aparentemente um absurdo, qual seja, o da presença do bário (Ba), em vez do rádio (Ra), como um dos produtos finais da reação. Isso indicava que o nêutron poderia induzir uma partição do átomo de urânio em dois átomos de massas comparáveis. Essa partição foi interpretada por Lise e seu sobrinho, o físico austro-alemão Otto Robert Frisch (1904-1979), em 1939 (Nature 143, pgs. 239; 471), como sendo uma fissão nuclear, como, por exemplo, ocorre na seguinte reação (em notação atual):

onde os elementos de desintegração são o xenônio () e o estrôncio (), além da radiação  e mais energia liberada de 200 MeV . Registre-se que o nome fissão nuclear foi sugerido a Frisch pelo bioquímico norte-americano William A. Arnold, em analogia com o termo utilizado na divisão celular de uma bactéria. Registre-se, também, que essa fonte de energia liberada pela fissão nuclear, foi rejeitada por Rutherford, por volta de 1933, quando afirmou: Quem quer que espere obter uma fonte de energia a partir da transmutação de átomos está sonhando. Rutherford, ao morrer em 1937, não viu que essa sua frase estava completamente errada, pois, em 02 de dezembro de 1942, Fermi e uma equipe de 42 cientistas da Universidade de Chicago, construíram a primeira pilha atômica por intermédio da fissão nuclear controlada de um isótopo do urânio, o U-235.

As Leis do Atomismo Científico no sistema categorial Graceli.
segunda-feira, 12 de novembro de 2018

memteg = sicG.

massa, momentum, energia, tempo, espaço = sistema indeterminado categorial Graceli.

o espaço é tempo de uma interação ou transformação de energia e que varia conforme as categorias de Graceli.

o tempo é o tempo fenomênico, onde é determinado pelos fluxos de intervalos de interações e transformações. e que varia conforme as categorias de Graceli, com isto tanto tempo quanto espaço saõ indeterminados e categoriais.

o momentum é o movimento ou fluxos de fenõmenos em intervalos de tempo, e que varia conforme as categorias de Graceli.

a energia é a energia interna de interações e transformações, e que varia conforme o sistema indeterminado categorial Graceli.

o mesmo acontece com a massa.
Publicada por pensador filósofo Graceli à(s) 09:32 Sem comentários:
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conceito de massa no sistema categorial Graceli.

A mudança de movimento não é exatamente proporcional à força motora imprimida, e não é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é impressa, pois, ação do movimento se dispersa para todos os pontos, inclusive em interações interna.

a massa eletromagnética do elétron depende de sua velocidade, e do sistema de agentes e categorias de Graceli.

E_em e²/(2 a) +  v² + … ,   p_em   v + …  . [ = 2 e²/(3 a c²)]
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Contudo, a questão atual da dependência de m(v) só começou a ser observada logo no início do Século 20. Assim, em 1901 (Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zuGöttingen, p. 143), 1902 (Physikalische Zeitschrift 4, p. 54) e 1903 (Nachrichten von der Gesellschaftder Wissenschaften zu Göttingen, p. 90), o físico alemão Walther Kaufmann (1871-1947), em suas experiências no sentido de medir a massa do elétron (m_e), usando o desvio de raios beta () (elétrons) ao atravessar uma região de campo elétrico (produzido por um condensador) e um campo magnético (gerado por uma bobina), observou que aqueles “raios” apresentavam uma massa aparente maior de a sua massa real, de pelo menos três para um. Nessas experiências, Kaufmannpercebeu que a massa eletromagnética do elétron dependia de sua velocidade.
                   Ainda em 1903 (Annalen der Physik 10, p. 105), o físico alemão Max Abraham (1875-1922) desenvolveu um modelo eletromagnético do elétron, considerando-o como uma esfera rígida (de raio a) e com carga elétrica (e) distribuída uniformemente em sua superfície (ideia que tivera em 1902). Desse modo, demonstrou que a “energia eletromagnética” (E_em) e o “momento eletromagnético” (p_em) do elétron (deslocando-se com velocidade v) valiam, respectivamente:

E_em e²/(2 a) +  v² + … ,   p_em   v + …  . [ = 2 e²/(3 a c²)]

Ainda nesse trabalho, Abraham calculou o componente transversal da massa eletromagnética (m_t), encontrando:

m_t = m₀[1 + (2/5)  + + (3/70) + …. ],   ( = v/c)

onde m₀é a massa de repouso do elétron.

[porem, não existe absolutamente massa de repouso, por mais estável que possa estar uma massa, ela internamente e externamente sempre se encontra em interações e transformações, conforme as categorias de Graceli].

E_em c² +  v²/2 + …,   p_em   v + ... ,
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1) As Leis da Física são variantes por qualquer tipo de Transformação e interações e conforme as categorias de Graceli.

2) A velocidade da luz no vácuo (c) é uma constante em qualquer sistema de referência. porem, não existe vácuo absoluto, e todo tipo de meio físico está sujeito e sob o sistema de categorias de Graceli.

3] por mais que possa existir um meio vazio, ele sempre estará sujeito e sob interações, transformações, energias interna e interações com temperatura, eletricidade, e mesmo a energia e fenômenos dos elétrons e outras partículas que formam as estrutura que isola o pseudo vácuo do resto do ambiente. e que varia conforme categorias de Graceli.
Contudo, a questão atual da dependência de m(v) só começou a ser observada logo no início do Século 20. Assim, em 1901 (Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zuGöttingen, p. 143), 1902 (Physikalische Zeitschrift 4, p. 54) e 1903 (Nachrichten von der Gesellschaftder Wissenschaften zu Göttingen, p. 90), o físico alemão Walther Kaufmann (1871-1947), em suas experiências no sentido de medir a massa do elétron (m_e), usando o desvio de raios beta () (elétrons) ao atravessar uma região de campo elétrico (produzido por um condensador) e um campo magnético (gerado por uma bobina), observou que aqueles “raios” apresentavam uma massa aparente maior de a sua massa real, de pelo menos três para um. Nessas experiências, Kaufmannpercebeu que a massa eletromagnética do elétron dependia de sua velocidade.
                   Ainda em 1903 (Annalen der Physik 10, p. 105), o físico alemão Max Abraham (1875-1922) desenvolveu um modelo eletromagnético do elétron, considerando-o como uma esfera rígida (de raio a) e com carga elétrica (e) distribuída uniformemente em sua superfície (ideia que tivera em 1902). Desse modo, demonstrou que a “energia eletromagnética” (E_em) e o “momento eletromagnético” (p_em) do elétron (deslocando-se com velocidade v) valiam, respectivamente:

E_em e²/(2 a) +  v² + … ,   p_em   v + …  . [ = 2 e²/(3 a c²)]

Ainda nesse trabalho, Abraham calculou o componente transversal da massa eletromagnética (m_t), encontrando:

m_t = m₀[1 + (2/5)  + + (3/70) + …. ],   ( = v/c)

onde m₀é a massa de repouso do elétron.
                   É oportuno destacar que, em 1903 (Proceedings of the Royal Society of London A72, p. 132) e 1904 (Philosophical Transactions of the Royal Society of London A202, p. 165), os físicos irlandeses Frederick Thomas Trouton (1863-1922) e H. R. Noble tentaram demonstrar a existência do éter luminífero cartesiano, procurando encontrar uma possível interação entre a massa eletromagnéticado elétron e aquele éter (em grego: ar puro), alinhando um capacitor carregado com a direção do movimento da Terra no “mar etéreo”. Com isso, eles procuravam encontrar um torque do capacitor em consequência daquela interação. Não encontraram nenhum torque. [Alexandre Cherman e Bruno Rainho Mendonça, Por que as coisas caem? Uma breve história da gravidade (Zahar, 2009)].
                   A dependência da massa eletromagnética e do momento magnético do elétron com a velocidade foi também objeto de um artigo por parte de Lorentz, em 1904 (Koniklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam 6, p. 809), usando um conjunto de equações envolvendo espaço e tempo, a hoje conhecida transformação de Lorentz, que ele já havia encontrado, em 1899, porém com um fator de escala . Ao considerar  = 1, nesse artigo de 1904, Lorentz encontrou que:

E_em c² +  v²/2 + …,   p_em   v + ... ,

onde:

= (3/4) ,   = (5/4) ,    com   = 2 e²/(3 a c²).

                   Também em 1904, em uma monografia intitulada Mathematische Einführung in dieElektronentheorie (“Introdução Matemática da Teoria do Elétron”), o físico alemão Alfred Heinrich Bucherer (1863-1927) demonstrou que um elétron se contraía ao se deslocar com velocidade de modulo v através do éter, porém, mantendo seu volume constante. Segundo esse modelo, a contração do elétron transformava-o em um elipsóide, cujos eixos principais da elipse eram dados por:

a s^1/3 ;  a s^-1/6 , sendo: s = 1 – v²/c² ,

e a é o raio do elétron considerado inicialmente como esférico. Note que esse modelo previa uma massa transversal (m_t) para o elétron em movimento, cujo valor se situava entre os encontrados por Abraham e por Lorentz, referidos acima.
               Uma nova relação m(v), desta vez em outra situação física, foi encontrada, em 1905 (Annalender Physik 17, p. 891), pelo físico germano-norte-americano Albert Einstein (1879-1955; PNF, 1921), como decorrência de sua famosa Teoria da Relatividade Restrita, esta baseada nos seguintes postulados (em notação atual):

1) As Leis da Física são invariantes por uma Transformação de Lorentz;

2) A velocidade da luz no vácuo (c) é uma constante em qualquer sistema de referência.

                   De posse desses dois postulados, Einstein demonstrou que, para um elétron em movimento com velocidade de módulo v, tem-se:

= ;  = , onde  ₌[1 – (v/c)²]^-1/2

onde  e  representam, respectivamente, a massa do elétron no sentido transverso e direcional de seu movimento, e  é a massa do elétron, enquanto o seu movimento for lento (hoje: m₀, que é a massa de repouso). Em um outro trabalho, ainda em 1905 (Annalen der Physik 18, p. 639), Einstein mostrou a equivalência entre a inércia (hoje, massa inercial) e energia, conforme se pode ver em: Albert Einstein, Sobre a Eletrodinâmica dos Corpos em Movimento e A Inércia de um Corpo será Dependente do seu Conteúdo Energético?, IN: O Princípio da Relatividade (Fundação CalousteGulbenkian, 1978). Hoje, essa equivalência é traduzida pela célebre expressão:

E = m c² = m₀  c².

                   Na conclusão deste verbete sobre a evolução do conceito de massa, é oportuno incluir dois comentários. O primeiro está relacionado com o mecanismo de Higgs e o segundo com uma possível origem quântica da massa. Em verbetes desta série, vimos que a unificação entre as interações (forças) eletromagnética e fraca, proposta pela Teoria de Weinberg (1967)-Salam (1968) (TW-S), resulta na força eletrofraca que é mediada por quatro quanta: o fóton (), partícula não-massiva e mediadora da interação eletromagnética, e os bósons massivos vetoriais (), mediadores da interação fraca. Segundo a TW-S, no início, as partículas , têm massa nula e estão sujeita à simetria “gauge” (sobre essa simetria, ver verbete nesta série). No entanto, por intermédio do mecanismo de Higgs [proposto pelo físico inglês Peter Ware Higgs (n.1929), em 1964], do qual participam o dubleto Higgs () e o antidubleto Higgs (), há a quebra espontânea daquela simetria, ocasião em que permanece com massa nula, porém os  adquirem massas por incorporação dos bósons carregados (), ao passo que adquire massa de uma parte dos bósons neutros (), ficando a outra parte () como uma nova partícula bosônica (spin nulo) escalar, o hoje famoso bóson de Higgs (bH) (hoje conhecida como a partícula de Deus), com uma massa de aproximadamente 166 GeV/c². [Abdus Salam, Em Busca da Unificação (Gradiva, 1991); Leon Lederman and Wick Teresi, The God Particle (Delta, 1993)]. Note que o bH é o Santo Graal da Física, pois a descoberta dele consolidará o Modelo Padrão da Física das Partículas Elementares. Por essa razão, ele está sendo procurado nos dois maiores aceleradores do mundo: o Fermi Laboratories(FERMILAB), nos Estados Unidos da América, com o seu acelerador Tevatron, e no Conseil Européenpour la Recherche Nucléaire (CERN), na fronteira França/Suíça, por intermédio de seu Large HadronCollider (LHC) (“Grande Colisor de Hádrons”); esses aceleradores têm a capacidade de acelerar partículas com a energia de Tev [1 TeV (tera eV) = 10¹² eV, sendo que 1 eV (~ 1,60 10^-19 J) é a energia eletrostática de um elétron (e) sob a diferença de potencial de 1 volt (V)]. É interessante destacar que, em 30 de março de 2010, o LHC conseguiu realizar a colisão de dois feixes de prótons (íon-íon), em sentidos contrários, cada um com a energia de 3,5 TeV. Em vista disso, os cientistas que trabalham no LHC pretendem confirmar a existência teórica do bH.
                   O segundo comentário relaciona-se com uma possível origem quântica da massa, conforme registramos acima. Essa possibilidade decorre da aplicação da Mecânica Quântica de de Broglie (1926)-Bohm (1952), por exemplo, ao movimento de um pacote de onda gaussiano em um campo elétrico ou gravitacional, e o de um elétron estendido (com dimensões maiores do que o raio clássico do elétron: ~ 0,510^-10 m).Tais aplicações mostram que o atributo da massa pode ser visto como um efeito quântico derivado do potencial quântico de Bohm (V_QB) (sobre este potencial, ver verbete nesta série). [Peter R. Holland, The Quantum Theory of Motion: An Account of the de Broglie-Bohm Causal Interpretation of Quantum Mechanics (Cambridge University Press, 1993); José Maria Filardo Bassalo, Paulo de Tarso Santos Alencar, Mauro Sérgio Dorsa Cattani e Antonio Boulhosa Nassar, Tópicos de Mecânica Quântica de deBroglie-Bohm (EDUFPA, 2002); José Maria Filardo Bassalo, Paulo de Tarso Santos Alencar, Daniel Gemaque da Silva, Mauro Sérgio Dorsa Cattani e Antonio Boulhosa Nassar, arXiv , (12 de abril de 2010)].

espalhamento de mesons no sistema categorial Graceli
domingo, 4 de novembro de 2018
trans-intermecânica de espalhamento de mesons no sistema categorial Graceli.

VARIA E PRODUZ ENERGIAS, ESTRUTURAS, E FENÔMENOS COMO:

temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.

trans-intermecânica de TUNELAMENTO no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

matriz de Graceli.
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         Dl A Descoberta dos Mésons.

Em verbetes desta série, vimos que os mésons (nome cunhado em 1939) são Partículas Elementares de spin inteiro (0 ou 1), sensíveis às interações eletromagnética, fraca e forte, obedecem à Estatística de Bose-Einstein (1924) (portanto são bósons) e são reunidas em famílias (píons, káons, eta, rho, ômega, phi, psigions, charmosos e B). Como naqueles verbetes também falamos da descoberta dessas partículas, neste verbete vamos destacar outros aspectos dessa mesma descoberta. Os primeiros mésons encontrados foram os píons-mais/menos (), nas experiências realizadas com raios cósmicos, em 1947 (Nature 160, pgs. 453; 486; Proceedings of the Royal Society of London 61, p. 173), nos Alpes franceses e nos Andes bolivianos, das quais participaram os físicos, os ingleses Sir Cecil Frank Powell (1903-1969; PNF, 1950) e Hugh Muirhead (1925-2007), o brasileiro Cesare (César) Mansueto Giulio Lattes (1924-2005) e o italiano Guiseppe Pablo Stanislao Occhialini (1907-1993), que trabalhavam na Universidade de Bristol, na Inglaterra, logo conhecido como o famoso Grupo de Bristol. Nessas experiências, eles calcularam a massa dessas partículas como sendo: , onde  representa a massa do elétron. Registre-se que essas partículas foram produzidas artificialmente, o píon-menos (), em 1948 (Science 107, p. 270), pelo físico norte-americano Eugene Gardner (1913-1950) e por Lattes, e o píon-mais (), em 1949 (Physical Review 75, p. 382), por John Burfening, Gardner e Lattes. Nessas experiências, realizadas no sincrocíclotron, o acelerador de partículas- da Universidade de Berkeley, na Califórnia, eles estimaram a massa desses píons carregados em torno de 300 m_e. É oportuno destacar que, em fevereiro de 1949, Lattes encontrou uma primeira evidência do terceiro membro da família dos píons, o píon-zero (), ao examinar algumas chapas que haviam sido expostas a raios  produzidos pelo síncrotron, um acelerador de elétrons, que havia sido construído pelo físico norte-americano Edwin Mattison McMillan (1907-1991; PNQ, 1951), também naquela Universidade norte-americana.
                   A descoberta do  foi confirmada, em 1950, em trabalhos  independentes realizados pelos físicos norte-americanos: R. F. Bjorklund, W. E. Crandall, B. J. Moyer e H. F. York (Physical Review 77, p. 213); e Jack Steinberger (n.1921; PNF, 1988), Wolfgang Kurt Hermann Panofsky (1919-2007) e Jack Stanley Sterner (n.1921) (Physical Review 78, p. 802). Na primeira experiência, foi observado que a quantidade de raios  emergentes de um alvo bombardeado por prótons (p) de 345 MeV era muito grande para poder ser explicada como sendo a radiação de frenagem (“Bremmstrahlung”) daqueles prótons ao serem freados pelos núcleos dos alvos. Desse modo, Bjorklund e colaboradores, inferiram que houve uma produção de um “méson neutro”, seguida de sua desintegração em dois raios , com uma vida-média de 1,8 x 10^-16 s.  Na segunda experiência, foi estudado o bombardeio dos então mésons pi-menos  () através de um recipiente contendo hidrogênio  (₁H¹ = p), com a emissão de raios , em uma reação nuclear do tipo (em notação atual): . A análise da conservação de energia nessa reação permitiu calcular a massa desse “méson neutro” como sendo: . Registre-se que, ainda em 1950, a descoberta de  foi confirmada por A. G. Carlson, J. E. Hooper e D. T. King (Philosophical Magazine 41, p. 701), e por Panofsky, R. L. Aamodt e York (Physical Review 78, p. 825), e que a vida-média dessa partícula foi calculada como sendo 10^-16 s, em 1960 (Proceedings of the 1960 International Conference on High Energy Physics at Rochester), por A. V. Tollestrup, S. M. Berman, R. Gomez e R. Rudermann.
                   Sobre a família dos píons é oportuno fazer alguns comentários. Como desde as experiências de 1947 sobre os “mésons carregados”, referidas acima, havia evidências de um “méson neutro” decaindo em 2, em 1948 (Doklady Akademii Nauk SSSR 60, p. 207), o físico russo Lev Davidovich Landau (1908-1968; PNF, 1962) demonstrou que esse possível decaimento indicava que esse “méson neutro” deveria possuir spin. Essa conjectura foi confirmada, em 1950 (Physical Review 77, p. 242), pelo físico sino-norte-americano Chen NinYang (n.1922; PNF, 1957). [Note-se que esse tipo de decaimento (além de outros tipos, envolvendo ) voltou a ser estudado pelo físico norte-americano Nicholas P. Samios, em 1961 (Physical Review 121, p. 275).] Em 1951 (Physical Review 81, 565), Panofsky, Aamodt e J. Hadley mostraram que a paridade (P) dos píons (carregados e neutro) era negativa (-) ao estudarem o espalhamento inelástico de “mésons negativos” () com prótons (p) e dêuterons (d = ₁H²). Ainda em 1951, R. Durbin, H. Loar e Steinberger (Physical Review 83, p. 646) e, independentemente, D. L. Clark, A. Roberts e Robert Rathbun Wilson (1914-2000) (Physical Review 83, p. 649),  realizaram experiências do tipo , nas quais mostraram ser nulo o spin do . A paridade negativa dos píons (carregados e neutro) foi confirmada, em 1952 (Physical Review 85, p. 373), por R. W. Hales, Roger H. Hildelbrand, N. Knable e  Moyer ao estudarem a colisão de prótons (p) com núcleos leves. Por fim, em conseqüência do Teorema CPT, demonstrado em 1957 (vide verbete nesta série), que diz que toda a partícula tem uma antipartícula (denotada por uma barra em cima da notação da partícula) de mesma massa e de cargas contrárias, e do conceito de spin-paridade (J^P) [onde J = momento angular total = momento angular orbital () + spin (s), e P é a paridade, que pode ser positiva (+) ou negativa (-)], demonstrou-se que  e  , e que a família de píonsé caracterizada por: J^P = 0^-.
                   Agora, vejamos a descoberta da família dos káons. Conforme vimos em verbetes desta série, a solução do famoso quebra-cabeça  (“ puzzle”), em 1955/1956, mostrou que tais partículas eram “mésons pesados”, de spin nulo, e se constituíram nos primeiros káons: . Registre-se que essas partículas foram descobertas no final da década de 1940, e confirmadas no começo da década de 1950, e foram inicialmente denominadas de partículas estranhas, pois eram produzidas por interação forte, entre píons e núcleons [próton (p) e nêutron (n)], e decaiam por interação fraca. Sobre essa primeira família de káons, é oportuno registrar que, em 1956 (Nuovo Cimento 4, p. 1433), W. A. Cooper, H. Filthuth, J. A. Newth, G. Petrucci, o físico brasileiro Roberto Aureliano Salmeron (n.1922) e Antonino Zichichi (n.1929) anunciaram a descoberta do méson tau neutro (), depois identificado como o , descoberta essa logo confirmada por esses mesmos físicos, em 1957 (Nuovo Cimento 5, p. 1388), quando anunciaram a produção de mésons pesados: , assim como a primeira produção associada desses  “mésons K”. Note-se que as massas desses káons valem: 494 MeV/c², para os carregados (), e 498 MeV/c², para os neutros (), e o spin-paridade: J^P = 0^-. A partir daqui, iremos tomar c=1 nos valores da massa das partículas.
                   A descoberta da segunda família dos káons, inicialmente denominadas de ressonâncias mesônicas, começou com a previsão feita pelo físico brasileiro Jayme Tiomno (n.1920), em 1960. Conforme vimos em verbete desta série, por ocasião do 1960 International Conference on High Energy Physics at Rochester, Tiomno apresentou um trabalho no qual previu a existência de um novo méson, análogo ao “méson neutro” (), de spin zero, porém de paridade oposta, com massa aproximada de 650 MeV e relacionado com as interações fortes. Nessa mesma Conferência, o físico norte-americano Murray Gell-Mann (n.1929; PNF, 1969) fez uma proposta análoga a essa, porém, para ele, tal partícula estaria relacionada às interações fracas. Em 1961 (Physical Review Letters 6, p. 120), Tiomno e seus ex-alunos, os físicos brasileiros Nicim Zagury (n.1934) e Antonio Luciano Leite Videira (n.1935) (de origem portuguesa) publicaram um artigo mais detalhado sobre “a possível existência de um novo méson K”, com spin 1. Nesse artigo, eles examinaram a assimetria da produção dos bárions [lâmbda () e sigma ()] e de káons (), em experiências envolvendo reações de espalhamento de e p, do tipo (em notação atual):  e . Essas experiências haviam sido realizadas, em 1958 (Nuovo Cimento 10, p. 468), por F. Eisler, R. Plano, A. Prodell,  Samios, Melvin Schwartz (n.1932; PNF, 1988), Steinberger, P. Bassi, V. Borrelli, Giampietro Puppi (1917-2006), H. Tanaka, P. Waloschek, V. Zoboli, Marcello Conversi (1917-1988), P. Franzini, I. Manelli, R. Santangelo e V. Silvestrini. Assim, examinando essas experiências, Tiomno, Zagury e Videira observaram que elas apresentavam uma assimetria, pois, enquanto a  da primeira reação tinha, no sistema do centro de massa, a direção preferencial do p, por sua vez, a  da segunda reação apresentava a direção oposta. Registre-se que a produção de ressonâncias mesônicas por espalhamento de píons () foi prevista em 1961, pelos físicos italianos S. Bergia, A. Stanghellini, S. Fubini e C. Villi (Physical Review Letters 6, p. 367), e por Bergia e Stanghellini (Nuovo Cimento 21, p. 155). Sua produção aconteceu ainda em 1961, conforme veremos logo mais.
                   Ainda em 1961 (Physical Review Letters 6, p. 300), os físicos norte-americanos Margaret Alston, Luis Walter Alvarez (1911-1988; PNF, 1968), Philippe Eberhard, Myron Lindsay Good (1923-1999), William Graziano, Harold K. Ticho e Stanley Wojcicki anunciaram que haviam descoberto a primeira ressonância mesônica estranha [por apresentar o número quântico estranheza (S) diferente de zero] ao estudarem o espalhamento de káons por prótons (p), em uma reação do tipo (em linguagem atual): . Esse novo méson, que recebeu o nome káon estrela-zero (), com a massa de  892 MeV, S = + 1 e  J^P= 1^-. Observe-se que o nome “ressonância”foi cunhado por ser a sua vida-média extremamente pequena, da ordem de 10^-23 s, e sua denominação foi emprestada da Física Nuclear, onde ela corresponde a pólos das amplitudes de deslocamento localizadas em certas regiões do plano complexo da energia.
                   Por outro lado, a primeira ressonância mesônica não-estranha teve sua primeira evidência anunciada em 1961 (Physical Review Letters 6, p. 365), por J. A. Anderson, V. X. Bang, P. G. Burke, D. D. Carmony e N. Schmitz, e sua descoberta anunciada, ainda em 1961, por D. L. Stonehill, Charles Baltay, H. Courant, W. Ficckinger, E. C. Fowler, H. Kraybill, J. Sandweiss, J. R. Sanford e H. T. Taft (Physical Review Letters 6, p. 624) e, independentemente, por A. R. Erwin, R. March, W. D. Walker e E. West (Physical Review Letters 6, p. 628) ao estudarem o espalhamento de píons () por prótons (p) de uma câmara de bolhas de hidrogênio (H) líquido, em reações do tipo: . Ao analisarem essas reações com o Diagrama (“plot”) de Dalitz [este diagrama foi proposto pelo físico norte-americano Richard Henry Dalitz (1925-2006), em 1953, conforme vimos em verbete nesta série], verificaram se tratar de uma ressonância mesônica não-estranha, com as características: 765 MeV, S = 0 e J^P = 0^-. Essa partícula recebeu de Gell-Mann, em 1962 (Physical Review 125, p. 1067), o nome de méson-rho (), que apresenta três estados de carga: . Poucos meses depois, ainda em 1961 (Physical Review Letters 7, p. 178), os físicos norte-americanos Bogdan C. Maglic, Alvarez, Arthur H. Rosenfeld (n.1926) e M. Lynn Stevenson realizaram uma experiência, na qual estudaram o espalhamento de antiprótons () por prótons (p) de uma câmara de bolhas do bevatron da Universidade de Berkeley, em uma reação do tipo: . Ao analisarem o espectro de distribuição de massa efetiva versus o número de eventos para estados de tripletos de píons () com o ”plot” de Dalitz, descobriram uma nova ressonância mesônica não-estranha, com a massa de 784 MeV, S = 0 e J^P = 1^-, e o spin nulo. Essa partícula recebeu de Gell-Mann, em seu artigo de 1962 citado acima, o nome de méson-ômega-zero (), que a considerou como o isosingleto do produto tensorial , onde 8 é o octeto do SU(3) (sobre esse grupo, ver verbete nesta série). Observe-se que, ainda em 1962 (Physical Review Letters 9, p. 472), o físico japonês Jun John Sakurai (1933-1982) interpretou essa partícula como um singleto unitário. É oportuno destacar que o  foi descoberto em 1955, em uma reação do tipo:   (vide verbete nesta série).
                   Uma nova ressonância mesônica não-estranha foi descoberta, ainda em 1961 (Physical Review Letters 7, p. 421), por Aihud Pevsner, R. W. Kraemer, M. Nussbaum, C. Richardson, P. E. Schlein, R. C. Strand, T. Joohig, M. M. Block,  A. Engler, R. Gessaroli e C. M. Meltzer ao estudaram o espalhamento de píons-positivos () por dêuterons (D = ₁H²) de uma câmara de bolhas, em uma reação do tipo: . A análise realizada por esses físicos do espectro de distribuição de massa efetiva versus o número de eventos para estados de tripletos de píons () indicou a presença de dois picos (“peaks”), um em torno de 800 MeV e o outro em torno de 500 MeV, este com a largura menor do que 10 MeV. A análise desses picos por intermédio do “plot” de Dalitz mostrou que o primeiro deles confirmava a descoberta da , referida acima, e que o segundo pico indicava uma nova ressonância pseudo-escalar mesônica com a massa de 548 MeV, S = 0 e J^P = 0^- e o spin nulo. Essa nova partícula recebeu de Gell-Mann, em seu referido artigo de 1962, o nome  e, posteriormente, o nome eta-zero (). Registre-se que essa partícula havia sido prevista, em 1960, pelo físico japonês Yoshio Ohnuki (n.1928) (vide verbete nesta série) e, também, por Sakurai, em 1961 (Physical Review Letters 7, p. 355). Note-se que ela é chamada de “pseudo-escalar” por apresentar, respectivamente, P  negativo e J nulo.
                   Em 1962, novas experiências envolvendo o espalhamento de káons por prótons mostraram que havia quatro combinações do méson estranho káon-estrela : , com S = + 1, e , com  S = - 1. Por seu lado, em 1963, Schlein, W. E. Slater, L. T. Smith, D. H. Stork e Ticho (Physical Review Letters 10, p. 368) e, independentemente, P. L. Connoly, M. Gundzik, E. L. Hart, G. W. London, J. Leitner, S. S. Yamamoto, R. R. Rau, Kwan W. Lai, Samios, G. C. Moneti, S. Lichtman, I. O. Skillicorn e  M. Goldberg (Physical Review Letters 10, p. 371) anunciaram a descoberta de uma nova ressonância mesônica não-estranha analisando também o seguinte espalhamento de káons por prótons (em notação atual): , e depois dessa análise concluíram que se tratava de uma nova ressonância, à qual deram o nome de méson pseudo-vetorial phi-zero (), com as seguintes características:  1019 MeV, S = 0 e J^P = 1^-. É oportuno destacar que Gell-Mann, também no trabalho citado de 1962, previu tal partícula, denominando-a, na ocasião, de B⁰. Note-se que ela é chamada de “pseudovetorial” por apresentar, respectivamente, P negativo e J unitário.
                   A busca de ressonâncias mesônicas usando espalhamento de píons por prótons prosseguiu por toda a década de 1960. Assim, em 1964, por exemplo, foram descobertas três novas dessas ressonâncias não-estranhas. A primeira delas, a A_2H (1320 MeV e J^P = 2⁺), foi anunciada por J. Bartsch, L. Bondar, W. Brauneck, M. Deutschamann, K. Eickel, C. Grote, H. Kaufmann, K. Lanius, R. Leiste, R. Pose, D. C. Colley, W. P. Dodd, B. Musgrave, J. Simmons, K. Bockmann, N. Nellen, V. Blodel, H. Butenschon, P. von Handel, G. Knies, P. Schilling, G. Wolf, J. M. Brownlee, I. Butterworth, F. L. Campaine, M. Ibbotson, M. Saeed, N. N. Biswas, I. Luers, D. Luers,  Schmitz e J. Weigl (Physical Review Letters 11, p. 204). A segunda, a  f⁰(1260 MeV e J^P = 2⁺), foi observada por Y. Y. Lee, B. P. Roe, D. Sinclair e John C. Vander Velde (Physical Review Letters 12, p. 342) e, independentemente, por L. Sodickson, M. Wahlig, I. Mannelli, D. H. Frisch e O.Fackler (Physical Review Letters 12, p. 485), na reação , com os respectivos modos de decaimento: . A terceira, a (958 MeV, J^P = 0^-; ), também foi descoberta por dois grupos de pesquisadores independentes: G. R. Kalbfleisch, Alvarez, A. Bárbaro-Galtieri, O. I. Dahl, Eberhard, W. E. Humphrey, J. S. Lindsey, D. W. Merril, Joseph J. Murray, A. Rittenberg, R. R. Ross, J. B. Shafer, F. T. Shively, D. M. Siegel, G. A. Smith e Robert D. Tripp (Physical Review Letters 12, p. 527), e Goldberg, Gundzik, Lichtman, Leitner, M. Primer, Connoly, Hart, London, Samios e Yamamoto (Physical Review Letters 12, p. 546).  Novos estudos sobre as ressonâncias mesônicas foram realizados ainda na década de 1960, cujos detalhes podem ser vistos em: W. S. C. Williams, An Introduction to Elementary Particles (Academic Press, 1971); M. Leon, Particle Physics: An Introduction (Academic Press, 1973); Tsung-Dao Lee, Particle Physics and Introduction to Field Theory (Harwood Academic Publishers, 1981).
                   A adoção do Modelo de Quarks levou a previsão e descoberta de novos mésons. Vejamos como isso aconteceu. Conforme vimos em verbetes desta série, a quantidade de Partículas Elementares descobertas entre a metade da década de 1940 e a metade da década de 1960 levou os físicos a tentar uma classificação delas tomando como base a Teoria de Grupos (vide verbete nesta série). Assim, foram desenvolvidos o Modelo de Sakata (1956), o Modelo de Octetos de Gell-Mann-Ne´eman (1961) e o Modelo de Quarks de Gell-Mann-Zweig (1964). Este último modelo previa que as partículas até então conhecidas eram formadas de uma mistura dos três quarks [up (u), down (d) e strange (s)] e da seguinte maneira: os bárions, com três quarks, e os mésons, com um par quark-antiquark. Esses três “sabores” de quarks e mais os três léptons[elétron (), neutrino do elétron () e múon ()] até então conhecidos, formavam uma simetria ternária da Natureza. Contudo, a descoberta, em 1962, e sua confirmação, em 1964, de um quarto lépton - o neutrino do múon () – quebrou essa simetria. Em vista disso, ainda em 1964, James Daniel Bjorken (n.1934) e Sheldon Lee Glashow (n.1932; PNF, 1979) (Physics Letters 11, p. 255); D. Amati, H. Bacry, J. Nuyts e Jacques Prentki (Nuovo Cimento 34, p. 1732); Z. Maki e Ohnuki (Progress in Theoretical Physics 32, p. 144); Lev Borisovich Okun (n.1929) (Physics Letters 12, p. 250); W. Krolikowski (Nuclear Physics 52, p. 342); e Y. Hara (Physical Review B134, p. 701) estudaram a extensão do grupo SU(3) para o grupo SU(4) e, com isso, aventaram a existência de novas partículas caracterizadas por um quarto “sabor” de  quark – o charme (c) -, nome cunhado por Bjorken e Glashow [Sheldon Lee Glashow, The Charm of Physics (Touchstone Book, 1991)], e caracterizado pelo número quântico C. É oportuno notar que os mésons não charmososapresentam a seguinte estrutura quarkônica [José Maria Filardo Bassalo e Mauro Sérgio Dorsa Cattani, Teoria de Grupos (Livraria da Física, 2008)]:

.

                   No Modelo do Charme referido acima há a previsão de três mésons charmosos, denotados na época por  e de um méson pseudo-escalar não-charmoso (), com massa em torno de 950 MeV e J^P = 0^-. O sucesso desse modelo aconteceu, ainda em 1964, com a descoberta da ressonância mesônica não-estranha , com 958 MeV e J^P = 0^-, e que recebeu essa denominação por decair na partícula , segundo vimos acima. Note-se que os primeiros mésons charmosos só foram descobertos,  em 1976, conforme veremos mais adiante.
                   Proposto o charme, começou a corrida dos físicos experimentais para a sua descoberta e, para isso, foi importante a Teoria do Charme desenvolvida, em 1970 (Physical Review D2, p.1285), por Glashow, John Iliopoulos (n.1940) e Luciano Maiani (n.1941) para estudar as propriedades de simetria das correntes leptônicas (carregadas e neutras) – a chamada Álgebra de Correntes – nas interações fracas de neutrinos () com a matéria hadrônica, nas quais, segundo a Teoria Eletrofraca de Salam-Weinberg (1967-1968), estavam envolvidos os bósons mediadores da interação fraca: W^+/-e Z⁰ (vide verbete nesta série). Como à época da Teoria do Charme ou Teoria GIM (nome derivado das letras iniciais dos autores) não havia evidência experimental, nem de interações fracas envolvendo correntes neutras, e nem dos bósons W^+/- e Z⁰ (que só foram descobertos em 1983, conforme vimos em verbete desta série), a GIM foi vista com um certo ceticismo. Contudo, conforme vimos em verbete desta série, esse ceticismo começou a declinar quando o físico francês Paul Musset (1933-1985), liderando uma equipe de 55 pesquisadores da câmara de bolhas “Gargamelle”, no Conseil Europée de Recherches Nucleaires (CERN), na Suíça, anunciou, em 1973 (Journal de Physique, Paris 11/12, p. T34), que havia encontrado evidências de correntes leptônicas neutras ao estudar a interação de neutrinos () com a matéria nuclear (núcleons). Registre-se que, em 1974 (Physical Review Letters 32; 33, pgs. 800; 843), essa descoberta foi confirmada por dois grupos de pesquisadores (14 e 12) do então Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL e hoje, FERMILAB), da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos da América.
                   Por fim, a confirmação da Teoria GIM ocorreu em novembro de 1974 (com a publicação de seus resultados ocorrida em dezembro), quando quatro grupos de pesquisadores independentes anunciaram a descoberta de uma nova ressonância mesônica pseudo-vetorial de massa muito elevada (3,105 GeV = 3105 MeV) e J^P = 1^-, e de largura muito estreita (~ 0.07 MeV).  Esses quatro grupos de pesquisadores, foram: J. J. Aubert, U. Becker, P. J. Biggs, J. Burger, M. Chen, G. Everhart, P. Goldhagen, Y. Y. Lee, L. Leong, T. McCorriston, T. G. Rhoades, M. Rohde, Samuel Chao Chung Ting (n.1936; PNF, 1976) e Sau Lan Wu (Physical Review Letters 33, p. 1404), do acelerador de prótons (“Alternating Gradient Synchrotron” - AGS) do Brookhaven National Laboratory (USA); J. E. Augustin, A. M. Boyarski, M. Breindenbach, F. Bulos, J. T. Dakin, G. J. Feldman, G. E. Fischer, D. Fryberger, Gail J. Hanson, B. Jean-Marie, R. R. Larsen, V. Lüth, H. L. Lynch, D. Lyon, C. C. Morehouse, J. M. Paterson, Martin Lewis Perl (n.1927; PNF, 1995), Petros Afentoulis Rapidis, Burton Richter (n.1931; PNF, 1976), Roy F. Schwitters, M. M. Tanenbaum, F. Vannucci, G. S. Abrams, D. D. Briggs, William Chinowsky, C. E. Friedberg, Gerson Goldhaber (n.1924), R. J. Hollebeek, J. A. Kadyk, B. Lulu, F. M. Pierre, George H. Trilling, J. S. Whitaker, J. E. Wiss e J. E. Zipse (Physical Review Letters 33, p. 1406), do anel de colisão (“Stanford Positron Electron Accelerator Ring” – SPEAR) do Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) da Universidade de Stanford (USA); C. Bacci, R. Baldini Celio, M. Bernardini, G. Capon, R. Del Fabro, M. Grilli, E. Iarocci, L. Jones, M. Locci, C. Mencuccini, G. P. Murtas, G. Penso, G. Salvini, M. Spano, M. Spinetti, B. Stella, V. Valente, B. Bartoli, D. Bisello, B. Esposito, F. Felicetti, P. Monacelli, M. Nigro, L. Paoluzi, I. Peruzzi, G. Piano Mortari, M. Piccola, F. Ronga, F. Sebastiani, L. Trasatti, F. Vanoli, G. Barbarino, G. Barbiellini, C. Bemporad, R. Biancastelli, M. Calvetti, M. Castellano, F. Cevenini, F. Cosntantini, P. Lariccia, S. Patricelli, P. Parascandalo, E. Sassi, C. Spencer, L. Tortora, U. Troya e S. Vitale (Physical Review Letters 33, p. 1408), do anel de colisão ADONE, no Frascati National Laboratory, na Itália; e W. Braunshweig, C. L. Jordan, H. U. Martyn, H. G. Sander, D. Schmitz, W. Sturm, W. Wallraff, K. Berkelman, D. Cords, R. Felst, E. Gadermann, H. G. Grindhammer, H. Hultschig, P. Joos, W. Koch, U. Kötz, H. Krehbiel, D. Kreinick, L. Ludwig, K. H. Mess, H. C. Moffeitt, D. Notz, G. Poelz, K. Sauerberg, P. Schmüser, G. Vogel, B. H. Wiik, G. Wolf, G. Buschhorn, R. Kotthaus, U. E. Kruse, H. Lierl, H. Oberlack, S. Orito, K. Pretzl, M. Schliwa, T. Suda, Y. Totsuka e S. Yamada (Physics Letters B53, p. 393), do anel de colisão DORIS (“DOppel RIng Speicher”), em Hamburg, na Alemanha.
                   O grupo de pesquisadores liderados pelo físico sino-norte-americano Ting descobriu essa nova ressonância em uma reação do tipo: , enquanto o segundo grupo de pesquisadores liderado pelo físico norte-americano Richter a obteve por intermédio da reação: . Nessas reações, Be representa o elemento químico berílio, e H significa hádron. Os dois outros grupos de pesquisadores encontraram esse nova partícula por intermédio da colisão pósitron-elétron ().
                   Sobre essa nova ressonância mesônica, é oportuno fazer alguns comentários. Provavelmente, o nome que Richter deu para essa partícula, a letra grega psi (), seja devido à forma do gráfico em que são relacionadas as secções de choque da colisão pósitron-elétron, com a produção de hádrons e múons, conforme se pode ver em sua  Nobel Lecture [Burton Richter, From the Psi to Charm – The Experiment of 1975 and 1976 (Nobel e-Museum, 11 de Dezembro de 1976)]. Por sua vez, o nome dado por Ting, a letra J, decorre do fato de que a partícula foi obtida em uma reação envolvendo a corrente eletromagnética, que é denotada por J, conforme se vê em textos sobre Teoria Eletromagnética. [Samuel Chao Chung Ting, The Discovery of the J Particle Nobel e-Museum, 11 de Dezembro de 1976).] Contudo, o físico norte-americano James S. Trefil (n.1938), em seu livro From Atoms to Quarks: An Introduction to the Strange World of Particle Physics (Charles Scribner´s Sons, 1980), afirma que talvez a escolha da letra J por parte de Ting tenha sido devido à semelhança entre essa letra e o caráter chinês para a palavra Ting. Hoje, essa partícula não tem uma notação única, pois ela é conhecida como psi/jota () ou jota/psi (), dependendo do autor.
                   Ainda sobre essa nova partícula, é oportuno salientar que, desde 1967, o físico  norte-americano Max Leon Lederman (n.1922; PNF, 1988) e seu grupo de pesquisadores no então FNL, realizaram experiências de espalhamento de múons com prótons e elétrons, cujos resultados indicavam a sua existência. Tais resultados foram apresentados em artigos publicados em 1968 (R. W. Ellsworth, A. C. Melissinos, J. H. Tinlot, H. von Briesen Junior, T. Yamanouchi, Lederman, T. Tannebaum, R. L. Cool e A. Maschke: Physical Review 165, p. 1449), em 1969 (L. Camilleri, J. H. Christenson, M. Kramer, Lederman, Y. Nagashima e Yamanouchi: Physical Review Letters 23, p. 153) e  em 1970 (Christenson, G. S. Hicks, Lederman, P. J. Limon, B. G. Pope e Emílio Zavattini: Physical Review Letters 25, p. 1523). No entanto, somente com a descoberta da  (ou Gypsy, como Lederman a chamou), em 1974, é que Lederman percebeu que essas experiências poderiam ter levado à descoberta dessa partícula, se ele tivesse usado uma técnica de detecção mais refinada. Sobre essa “descoberta perdida”, o filósofo e escritor norte-americano Robert P. Crease, em seu livro Os 10 mais belos experimentos científicos (Jorge Zahar Editor, 2006), reproduz as opiniões de Lederman sobre essa sua “quase descoberta”. Com efeito, segundo Lederman, naquela ocasião (1967-1970), ele e sua equipe não tinham “o conhecimento suficiente sobre os elementos cruciais da física”. Afirmou, também, que ele “devia ter sido esperto o bastante para substituir o material espesso (que usara nos experimentos que realizou) por material mais fino”. Disse ainda que “se eu tivesse sido mais esperto, teria recomeçado o experimento do início. Mas não fui. Fui burro”. Para maiores detalhes sobre a descoberta da , ver: Sheldon Lee Glashow e Ben Bova, Interactions: A Journey Through the Mind of a Particle Physicist and the Matter of This World (Warner Books, 1989); Leon Lederman and Dick Teresi, The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? (Delta Book, 1994); Crease, op. cit.; Glashow, op. cit.; e Trefil, op. cit.
                   Depois de novembro de 1974 várias ressonâncias mesônicas gipsions (psigions) foram observadas experimentalmente, as quais apresentaram uma espectroscopia análoga à atômica e à nuclear, com tais ressonâncias de massa maior decaindo em uma de massa menor, com emissão de hádrons, como, por exemplo, as observadas pelo grupo de Richter, ainda em 1974 (com A. Litke e B. Sadoulet e sem Dakin: Physical Review Letters 33, p. 1453) e confirmada em 1975 (sem Lulu, Pierre, Rapidis, Tanenbaum e Wiss: Physical Review Letters 34, p. 233; com Litke e Sadoulet e sem Augustin, Hollebeek e Wiss: Physical Review Letters 34, p. 1181), do tipo: , onde o número entre parêntesis representa a massa da partícula em MeV. [Para maiores detalhes sobre a espectroscopia das gipsions (psigions), ver: Hélio Freitas de Carvalho, Espectroscopia dos mésons pesados e novos quarks (Tese de Doutoramento DFPUC/RJ, 1977); Elliot Leader and Enrico Predazzi, An Introduction to Gauge Theories and the ‘New Physics’ (Cambridge University Press, 1983)].
                   O processo de produção dessas novas ressonâncias por meio de feixes de partículas de natureza variada (fótons, píons, núcleons e léptons) e a medida dos parâmetros característicos de tal processo, indicavam ser as mesmas produzidas por interação forte, isto é, eram hadrônicas. Porém, sua elevada massa (da ordem de GeV) e sua vida média relativamente longa (da ordem de 10^-20 s), não permitiram enquadrá-las no Modelo de Quarks. Em vista disso, em 1975, sete grupos de físicos, quais sejam: S. Borchardt, V. S. Mathur e Susumu Okubo (n.1930) (Physical Review Letters 34, p. 38);  Thomas Appelquist (n.1941) e Hugh David Politzer (n.1949; PNF, 2004) (Physical Review Letters 34, p. 43);  Álvaro de Rújula e Glashow (Physical Review Letters 34, p. 46); Curt G. Callan Junior (n.1942), R. L. Kingsley, Sam Bard Treiman (1925-1999), Anthony Wilczek (n.1951; PNF, 2004) e A. Zee (Physical Review Letters 34, p. 52); B. J. Harrington, S. Y. Park e A. Yildiz (Physical Review Letters 34, p. 236); Appelquist, Rújula, Politzer e Glashow (Physical Review Letters 34, p. 365); e E. Eichten, Kurt Gottfried, Toichiro Kinoshita (n.1925), K. D. Lane e T. M. Yan (Physical Review Letters 34, p. 369) propuseram que a  () seria um estado ligado do quark c (com as características: m = 1,3 GeV, J = ½, Q = + 2e/3 e C = + 1) e de seu antiquark  (m = 1,3 GeV, J = ½, Q = - 2e/3 e C = - 1), ou seja: . Registre-se que esse estado ligado recebeu, de Appelquist e Politzer (e, independentemente, de Rújula), o nome de charmonium [em analogia ao estado ligado pósitron-elétron – positronium -, pela primeira vez observado pelo físico austro-norte-americano Martin Deutsch (1917-2002), no Massachusetts Institute of Technology (MIT), em 1951], que é uma partícula não-charmosa, isto é, com C = 0.
                   Como algumas ressonâncias mesônicas gipsions (psigions) ou charmonia se desintegravam segundo uma interação tipicamente forte (~10^-23 s), a Teoria GIM previa então a existência de hádrons (mésons e bárions) charmosos, de massa entre 2-3 GeV, vida-média entre 10^-12 – 10^-14 s, e com . A partir de 1975, evidências experimentais sobre a existência dessas partículas charmosas foram observadas em interações de neutrinos e interações de fótons, analisadas em câmara de bolhas, assim em interações de partícula-antipartícula em anéis de colisão. Uma primeira evidência de um méson charmoso (D⁰) foi anunciada, em 1975 (Physics Letters B58, p. 361), por Musset e sua equipe de pesquisadores constituída de H. Deden, F. J. Hasert, W. Krenz, J. von Krogh, D. Lanske, J. Morfin, M. Pohl, K. Schultze, H. Weerts, G. H. Bertrand-Coremans, M. Goossens, H. Mulkens, J. Sacton, W. van Doninck, P. Vilain, H. Burmeister, D. C. Cundy, D. Haidt, A. Lloret, J. B. M. Pattinson, D. H. Perkins, F. Romano, A. Rousset, H. Wachsmuth, L. Beher, V. Brisson, A. Contet, B. Degrange, M. Haguenauer, L. Kluberg, U. Nguyen-Khac, P. Petiau, E. Belloti, S. Bonetti, D. Cavalli, E. Fiorini, A. Pullia, M. Rollier, B. Aubert, L. M. Chounet, J. Gandsman, P. Heusse, M. Jaffre, L. Jauneau, C. Longuemare, A. M. Lutz, C. Pascaud, J. P. Vialle, F. W. Bullock, T. W. Jones, A. G. Michette, G. Myatt e J. Pinfold ao analisarem a interação de um feixe de neutrinos () com nêutrons (n) da câmara de bolhas “Gargamelle” do CERN, em uma reação que apresentava o seguinte aspecto:  .
                   Essa evidência da existência de D⁰ foi confirmada em 1976, em experiências realizadas por três grupos de pesquisa. O próprio grupo de Musset (CERN) (com A. Aldrovandi, J. Blietschau, A. Blondel, D. Blum, I. Danielchenko, T. François, C. Matteuzzi, K. Myklebost, D. Pittuck, P. van Dam e L. Welch, e sem Beher, Burmeister, Contet, Gandsman, Goossens, Pinfold, Schultze, Villain e von Krogh: Physics Letters B60, p. 207);  e dois grupos no NFL: von Krogh, W. Fry, Ugo Camerini (n.1925), D. Cline, R. P. Loveless, J. Mapp, R. H. March, D. D. Reeder, Angelina Barbaro-Galtieri, P. Bosetti, G. Lynch, J. Marriner, F. Solmitz, M. L. Stevenson, Haidt, G. Harigel, Wachsmuth, R. Cence, F. Harris, S. I. Parker, M. Peters, V. Peterson e V. Stenger (Physical Review Letters 36, p. 710); e B. C. Barish, J. F. Bartlett, A. Bodek, K. W. Brown, D. Buchholz, F. Jacquet, J. Lee, F. S. Merritt, F. J. Sciulli, L. Stutte, H. Suter, H. E. Fisk e G. Krafczyk (Physical Review Letters 36, p. 939).
                   O grupo inicial de Richter do SPEAR, ainda em 1976 (com M. S. Alam, W. C. Carithers, S. C. Cooper, R. G. Devoe, J. M. Dorfan, J. Jaros, A. D. Johnson, D. Luke, R. J. Madaras, H. K. Nguyen, I. Peruzzi, M. Piccolo, F. M. Pun, Sadoulet, R. H. Schindler, e J. Siegrist, e sem Augustin, Briggs, Bulos, Dakin, Fischer, Hollebeek, Jean-Marie, Lulu, Lyon, e Zipse: Physical Review Letters 37, p. 255), anunciou a descoberta de um méson charmoso-zero [] de massa 1865 MeV, com os seguintes modos de decaimento: . Este mesmo grupo de Richter (com Fischer e Pierre, e  sem Cooper, Sadoulet e Wiss) anunciou, também em 1976 (Physical Review Letters 37, p. 569), a descoberta do primeiro méson charmoso-mais [] de massa 1875 MeV. Registre-se que, em 1975 (Physical Review Letters 34, p. 1125), E. G. Cazzoli, A. M. Cnops, P. L. Connolly, R. I. Louttit, M. J. Murtagh, Robert B. Palmer, Samios, T. T. Tso e H. H. Williams anunciaram que haviam encontrado evidências da existência de bárions charmosos, oriundos da interação de um feixe de neutrinos com a matéria hadrônica (núcleons) de uma câmara de bolhas. E, em 1976 (Physical Review Letters 37, p. 882), B. Knapp, W. Lee, P. Leung, S. D. Smith, A. Wijangco, J. Knauer, D. E. Yount, J. Bronstein, R. Coleman, G. Gladding, M. Goodman, M. Gormley, R. Messner, T. O´Halloran, J. Sarracino, A. Wattenberg, M. Binkley, I. Gaines e J. Peoples anunciaram a descoberta dos seguintes bárions charmosos: , com 2260 MeV, e , com 2480 MeV, depois de estudarem a interação de fótons com a matéria hadrônica referida acima. A partir daí, vários outros hádrons charmosos foram descobertos, como se pode ver em: La Recherche 104 (10/1979); Science News 117 (01/1980); La Recherche 111 (05/1980); Leader e Predazzi (1983), op. cit.; Glashow e Bova (1989), op. cit.; Glashow (1991); Lederman e Teresi (1994), op. cit.; Val L. Fitch and Jonathan L. Rosner, IN: Twentieth Century Physics, Volume II (Institute of Physics Publishing and American Institute of Physics Press, 1995); José Maria Filardo Bassalo, Nascimentos da Física (1971-1990); --------- (1991-2000) (Fundação Minerva, 2007; 2008).
                   Conforme vimos em verbete desta série, em 1975, o grupo de pesquisadores do SLAC, agora sob a liderança de Perl, anunciou a descoberta do quinto lépton: o tau (). Por sua vez, segundo o Modelo Padrão das Partículas Elementares (vide verbete nesta série), todo léptonforma um dubleto com o seu neutrino correspondente  (). Deste modo, a simetria quadrangular da Natureza (quatro quarks e quatro léptons) da qual falamos anteriormente, acabara de ser rompida e, portanto, deveria haver mais dois quarks para completar o mesmo número de léptons. Aliás, essa possibilidade já havia sido aventada, ainda em 1974 (1974 Williamsburg DPF Meeting) [depois da descoberta da  charmonium, de cuja estrutura faz parte o quarto quark (c)], por parte de Michael Barnett, da Universidade de Stanford, Feza Gursey, da Universidade de Yale, Pierre Sikivie, da Universidade de Maryland, e Pierre Raymond, do California Institute of Technology (CALTECH). Essa possibilidade foi de novo proposta, em agosto de 1975, pelo físico israelense Haim Harari (n.1940), no Stanford 1975 Lepton-Photon Conference, ocasião em que chegou a propor que esses dois novos “sabores” de quarks eram caracterizados, respectivamente, pelos números quânticos T (de “truth”, verdade em inglês) e B (de “beauty”, beleza em inglês), e que seriam mais pesados do que os 4 quarks (u, d, s, c) até então conhecidos. Note-se que, em 1977, Lederman denominou esses novos quarks, respectivamente, de top (t), com a carga de +2e/3, e semelhante aos “sabores” u e c, e de bottom (b), com carga de – e/3, e semelhante aos “sabores” d e s. Hoje, as massas desses quarks valem, respectivamente: 175 GeV e 4,3 GeV.
                   Em 1976 (Physics Letters B66, p. 286), Eichten e Gottfried discutiram a possibilidade de existirem estados ligados de um possível quark pesado. Ainda em 1976 (Physical Review Letters 36, p. 1478), A. Benvenuti, Cline, W. T. Ford, R. Imlay, T. Y. Ling, A. K. Mann, Reeder, Carlo Rubbia (n.1934; PNF, 1984), R. J. Stefanski, L. R. Sulak e P. J. Wanderer sugeriram uma possível produção desse novo quark, ao analisarem uma anomalia no espalhamento inelástico de antineutrinos.
                   A primeira evidência experimental da existência de um quinto quark foi anunciada em 1977 [Physical Review Letters 39, pgs. 252; 1240, 1640(E)], em decorrência de uma experiência realizada por Lederman e sua equipe de pesquisadores (Steve W. Herb, D. C. Horn, J. C. Sens, H. D. Snyder, J. K. Yoh, R. J. Fisk, J. A. Appel, B. C. Brown, Charles N. Brown, Walter R. Innes, K. Ueno, Yamanouchi, A. S. Ito, H. Jostlein, D. M. Kaplan e R. D. Kephart), na qual estudaram o espalhamento de prótons por um núcleo atômico, de cobre  (Cu) e de chumbo (Pb), com a produção de múons () e de mais uma ressonância mesônica de massa 9,5 GeV e J^P = 1^-, denominada por Lederman de méson upsilon (), e que seria constituída pelo estado ligado quark bottom e antiquark bottom, ou seja: . Ainda em 1977, novos estados ressonantes desta nova partícula foram descobertos [~] no Deutsches Elektronen Synchrotron (DESY), em Hamburg, no CERN, e no Cornell Electron Storage Ring (CESR), em New York. Em 1983, dois grupos de físicos trabalhando independentemente no SLAC, o MAC (45 físicos) (Physical Review Letters 51, p. 1022) e o MARK II () (Physical Review Letters 51, p. 1316), encontraram que tais ressonâncias, conhecidas como mésons B, possuem uma vida média de . Em 1987 (Physics Letters B192, p. 245),  um grupo de 78 físicos da Colaboração ARGUS anunciou a descoberta de mais um méson-B, o B-zero (), com a massa de  5,28 GeV.

Mecânica Quântica de de Broglie-Bohm. no sistema categorial Graceli
sexta-feira, 26 de outubro de 2018
paradox of uncertainties of Graceli.

It is impossible to get exactly the values of a single variable even within a minimum limit of accuracy. because within a phenomenon there are other infinite and insignificant transformations and interactions. as well as infinite particles within a larger particle.

it is impossible to predict with certainty the value of a physical quantity. whatever it is and in what space, time and momentum it is.
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quântica de Bohm e categorias de Graceli.

Matriz categorial de Graceli.

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Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação [categorias de Graceli], temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.
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trans-intermecânica de TUNELAMENTO no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

h e = quantum index and speed of light.

[pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..

EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

[pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

, [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG].

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paradoxo de incertezas de Graceli.

É impossível obter exatamente os valores de uma só variáveil, mesmo dentro de um limite mínimo de exatidão. pois, dentro de um fenômeno existem outros infinitos e ínfimos e transformações e interações. como também infinitas partículas dentro de uma partícula maior.

é impossível predizer com certeza o valor de uma quantidade física.

O Potencial Quântico (V_QB) de Bohm e a Mecânica Quântica de de Broglie-Bohm.
A Mecânica Quântica Ondulatória de Schrödinger (MQOB) foi desenvolvida entre 1925 e 1926 nos trabalhos dos físicos, os alemães Max Born (1882-1970; PNF, 1954), Ernst Pascual Jordan (1902-1980) e Werner Karl Heisenberg (1901-1976; PNF, 1932), o austríaco Erwin Schrödinger (1887-1961; PNF, 1933), e o inglês Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984; PNF, 1933) (vide verbetes nesta série). Essa Mecânica é traduzida pela célebre equação de Schrödinger:
onde  é a função de onda,  é o operador laplaciano e é um dado potencial.
Depois da proposta dessa equação, surgiu uma questão intrigante, qual seja, a de saber o significado de , conhecida como função de onda de Schrödinger. Apesar de o próprio Schrödinger apresentar, em 1926 (Annales de Physique Leipzig 81, p. 136), uma interpretação para ela, a que hoje tem maior número de adeptos é a formulada por Born, também em 1926 (Zeitschrift für Physik 37; 38, p. 863; 803), que a considerou como uma amplitude de probabilidade.
A essa interpretação de Born sobrepôs-se uma outra relevante questão. Será sempre possível observar uma grandeza física? A resposta a essa pergunta foi dada por Heisenberg, ao apresentar, em 1927 (Zeitschrift für Physik 43, p. 172), o seu famoso Princípio da Incerteza:

É impossível obter exatamente os valores simultâneos de duas variáveis, a não ser dentro de um limite mínimo de exatidão.

A essas propostas de Born e de Heisenberg seguiu-se um formalismo matemático, a conhecida Mecânica Quântica Ondulatória de Schrödinger (MQOS) [que é uma Mecânica Quântica Não-Relativista (MQNR)],segundo a qual os valores médios de uma determinada grandeza física são calculados por intermédio de . Em vista disso, a questão central dessa Mecânica seria relacionar essa função de onda com a medida do observável desejado. Assim, desenvolveu-se a famosa Teoria do Colapso da Função de Onda. Vejamos essa teoria.
Segundo o formalismo da MQOS, o resultado da medida de um dado observável, representado por um operador Hermitiano , é um de seus autovalores a, correspondente ao auto-estado ,ou seja: . No entanto, nem sempre o estado  de um sistema físico é um auto-estado . Assim, surge a seguinte questão: como encontrar a medida do observável (a) correspondente àquele estado? Nesse caso, o estado do sistema físico considerado será uma superposição dos auto-estados , isto é: . Nessa expressão, representa a amplitude de probabilidade de encontrar o sistema físico considerado no auto-estado . Este resultado traduz o colapso da função de onda, também conhecido como redução da função (pacote) de onda.
As aplicações do Princípio da Incerteza Heisenbergiana e da Teoria do Colapso da Função de Onda discutidas acima foram (e ainda são!) motivo de muita discussão entre os físicos, principalmente pelos paradoxos que delas decorrem. Com efeito, a Relação de Incerteza Heisenbergiana foi objeto de uma grande discussão entre os físicos, o germano-suíço-norte-americano Albert Einstein (1879-1955; PNF, 1921) e o dinamarquês Niels Henrik David Bohr (1885-1962; PNF, 1922), nos Quinto e Sexto Congressos de Solvay, de 1927 e 1930, respectivamente. [Sobre essa discussão, ver: Paul Arthur Schilpp (Editor), Albert Einstein: Philosopher-Scientist (Open Court, 1970); e Max Jammer, The Philosophy of Quantum Mechanics (John Wiley and Sons, 1974).] Essa discussão decorreu, basicamente, do fato de que Bohr aceitava a interpretação Borniana da MQOS, conhecida como a famosa interpretação de Copenhague, e Einstein não a aceitava. Ou, em outras palavras: Bohr acreditava que descrevia completamente a realidade física, enquanto Einstein não acreditava. É oportuno acrescentar que o físico alemão Alfred Landé (1888-1975) em vários trabalhos publicados [American Journal of Physics 33, p. 123 (1965); 34, p. 1160 (1966); 37, p. 541 (1969); 43, p. 701 (1975)] sugeriu um caminho alternativo à interpretação de Copenhague.
A polêmica entre Bohr e Einstein foi retomada quando Einstein e os físicos, o russo Boris Podolsky (1896-1966) e o norte-americano Nathan Rosen (1909-1955) afirmaram, em 1935 (Physical Review 47, p. 777), o hoje famoso Paradoxo de Einstein-Podolsky-Rosen ou Paradoxo EPR:

Se, sem perturbar um sistema físico, for possível predizer com certeza (isto é, com a probabilidade igual a um) o valor de uma quantidade física, então existe um elemento da realidade física correspondente a essa quantidade física.

Esse paradoxo pode ser assim interpretado. Sejam dois elétrons (indistinguíveis) que interagem entre si durante algum tempo, e em seguida deixam de fazê-lo. Sejam, respectivamente, x₁e x₂ suas posições (medidos a partir de uma determinada origem), enquanto interagem. Sejam, também, p₁e p₂seus momentos lineares. O Princípio da Incerteza não permite que (x₁, p₁) ou (x₂, p₂) sejam medidos simultaneamente, mas permite que sejam medidos, simultaneamente, a distância X (X = x₂– x₁) e o momento total P (P = p₁+ p₂) entre eles. Contudo, segundo o paradoxo referido acima, a interação entre eles produz uma correlação. Assim, conhecidos X ou P, medindo-se x₁ou p₁,poderemos determinar x₂ou p₂. Desse modo, medindo-se primeiro x₁e depois p₁, teremos os valores de x₂e p₂do segundo elétron ser perturbá-lo. Portanto, a medição da posição (ou momento linear) de um elétron poderia ser feita sem perturbar o outro, porque eles estavam separados no espaço e não interagindo por intermédio de sinais locais no momento das medições. Desse modo, Einstein-Poldosky-Rosen concluíram que a MQOS é incompleta.
Esse paradoxo recebeu a imediata contestação de Bohr, primeiro por intermédio de uma carta que escreveu à Revista Nature (Nature 136, p. 65) dois meses depois da publicação do artigo dos três físicos, na qual dizia que não concordava com as conclusões desse artigo, prometendo escrever um outro mais detalhado, o que realmente ocorreu, ainda em 1935 (Physical Review 48, p. 696).Com efeito, Bohr usou a MQOS e deu uma explicação para esse paradoxo dizendo que a medição de um de dois objetos quânticos (p.e., elétrons) correlacionados afeta o parceiro correlacionado. Assim, quando um objeto de um par correlacionado sofre colapso em um estado de momento linear (p.e., p₁), a função de onda do outro também entra em colapso (no estado de momento linear P-p₁), e nada se pode dizer sobre a posição do outro objeto correlacionado. O mesmo ocorre se for medida a posição. Portanto, segundo Bohr, o colapso da função de onda é não-local, do mesmo modo que a correlação. Desse modo, segundo a MQOS, dois objetos quânticos são inseparáveis.
Um outro aspecto desse paradoxo EPR foi apresentado, também em 1935 (Naturwissenschaften 23, p. 807; 823; 844), por Schrödinger, assim enunciado:

Seja uma caixa contendo uma substância radioativa, um detector de radiação (um contador Geiger, por exemplo), uma ampola de gás venenoso (gás cianídrico, por exemplo) e ainda um gato vivo. As coisas são dispostas de modo que haja cinqüenta por cento de probabilidade de o detector registrar uma desintegração (se fixa uma duração para o ensaio). Se isso acontecer, a ampola quebra-se e o gato morre. Senão, continua vivo.

Os paradoxos que acabamos de registrar questionam o conceito físico básico da interpretação indeterminista de Copenhague da MQOS, qual seja, o conceito da inseparabilidade quântica ou da não-localidade (vide verbete nesta série), proposto por Bohr, em 1935, conforme vimos antes. Aliás, essa interpretação já havia sido questionada pelo físico francês, o Príncipe Louis Victor Pierre Raymond de Broglie (1892-1987; PNF, 1929), em 1926 (Comptes Rendues Hebdomadaires des Séances de l’Académie des Sciences de Paris 183, p. 24; 447) e 1927 (Comptes Rendues Hebdomadaires des Séances de l’Académie des Sciences de Paris 184; 185, p. 273; 380), ao aventar a hipótese da existência de ``variáveis ocultas’’ necessárias para evitar o indeterminismo da MQOS. A existência dessas ``variáveis’’ proporcionaria uma relação entre as grandezas físicas calculadas por essa Mecânica e possíveis movimentos mais internos dos sistemas quânticos, de tal modo que as médias das quantidades físicas decorrentes desses movimentos e calculadas por intermédio daquelas ``variáveis’’ reproduziriam os valores calculados quanticamente. Desse modo, tais ``variáveis’’ recolocariam o determinismona Física.
A questão do determinismo em Física, iniciada por de Broglie, conforme vimos acima, foi retomada pelo físico norte-americano David Joseph Bohm (1917-1992), em dois trabalhos publicados em 1952 (Physical Review 85, p. 166; 180). Nesses trabalhos, Bohm apresenta uma nova interpretação para a equação de Schrödinger, para uma partícula sob a ação de um potencial , cuja expressão foi apresentada anteriormente. Vejamos de que maneira. Partindo dessa expressão e ao aplicar-lhe a transformação usada pelo físico alemão Erwin Madelung (1881-1972), em 1926 (Zeitschrift für Physik 40, p. 332) (em notação atual): , onde  e Ssão reais, Bohm obteve os seguintes resultados:
Em continuação, Bohm considerou que (ainda na linguagem atual):
onde , e S representam, respectivamente, a densidade de probabilidade, a velocidade quântica de Bohm, o potencial quântico de Bohm e a ação clássica. Desse modo, das expressões acima, Bohm obteve as seguintes equações:
equações essas que apresentam a mesma estrutura das equações básicas da Mecânica dos Fluidos, respectivamente, a equação da continuidade e a equação de Euler.Essa é a razão pela qual essa interpretação causal da MQOS é também conhecida como interpretação hidrodinâmica dessa Mecânica. Sobre as equações acima referidas, ver: Lev Davidovich Landau et Evgenil Mikhaillovich Lifshitz, Mécaniques des Fluides (Éditions Mir, 1969); José Maria Filardo Bassalo, Introdução à Mecânica dos Meios Contínuos(EDUFPA, 1973); e Mauro Sérgio Dorsa Cattani, Elementos de Mecânica dos Fluidos (Editora Edgard Blücher, 1990)].

Por outro lado, ao aplicar o operador  à sua equação de Euler, seguido de uma manipulação algébrica, Bohm obteve: , onde a derivada total do primeiro membro é dada por: . Portanto, segundo Bohm, essa nova interpretação da equação de Schrödinger para uma partícula sob a ação de um potencial , traduzida pela equação dinâmica vista acima, indicava que, além desse potencial, a partícula estaria também sob a ação de um potencial quântico, hoje conhecido como o potencial quântico de Bohm , responsável por ``possíveis movimentos mais internos dos sistemas quânticos’’, conforme Bohm escreveu em seus trabalhos de 1952. Aliás, nesses trabalhos, ele conseguiu explicar o paradoxo EPR usando a idéia desse novo potencial. É oportuno registrar que, em 1954 (Nuovo Cimento 12, p. 103), o físico brasileiro Mário Schenberg (1914-1990) atribuiu uma outra interpretação para esse potencial, qual seja, a de que ele seria devido às tensões internas do contínuo. Essa idéia de um novo potencial físico, que aproximaria a MQOS (ou MQNR) da Física Clássica, foi desenvolvida por Bohm e colaboradores, assim como por outros físicos, e se constitui no que hoje se denomina Interpretação Causal da Mecânica Quântica ou Mecânica Quântica de de Broglie-Bohm (MQBB). É oportuno destacar que essa MQBB foi estendida à Teoria Quântica de Campos (TQC), conforme se pode ver nos seguintes textos: Peter R. Holland, The Quantum Theory of Motion: An Account of the de Broglie-Bohm Causal Interpretation of Quantum Mechanics (Cambridge University Press, 1993); e D. Dürr, S. Goldstein, R. Tumulka e N. Zanghi (Physical Review Letters 93, p. 090402, 2004). Note-se que, neste artigo, os autores mostram como a extensão acima referida descreve explicitamente a criação e a aniquilação de eventos, por intermédio das linhas mundo das partículas. Registre-se que a saga de Bohm para reinterpretar a MQOS tem sido objeto de estudos do físico e filósofo da ciência, o brasileiro Olival Freire Junior (n. 1954) em uma série de artigos e, também, no livro intitulado David Bohm e a Controvérsia dos Quanta. Coleção CLE 27(Unicamp, 1999). Ainda sobre essa saga, ver: Basil J. Hiley e F. David Peat (Editores), Quantum Implications: Essays in Honour of David Bohm (Routledge and Kegan Paul, 1988); e Osvaldo Pessoa Junior (Organizador), Fundamentos da Física 1: Simpósio David Bohm (Editora Livraria da Física, 2000).
Como os resultados da MQBB reproduz os resultados da MQOS [como se pode ver em Holland (op. cit) e José Maria Filardo Bassalo, Paulo de Tarso Santos Alencar, Mauro Sérgio Dorsa Cattani e Antonio Boulhosa Nassar, Tópicos de Mecânica Quântica de de Broglie Bohm (EDUFPA, 2002)], um grande desafio que se apresentou (e ainda se apresenta) para os partidários da MQBB é o de encontrar uma interpretação física para o potencial quântico de Bohm . Assim, uma provável interpretação física de  seria a de que é este potencial quem confere as propriedades quânticas ao movimento de uma partícula, conforme ficou evidenciado em diversos trabalhos nos quais foram reproduzidas ``trajetórias quânticas’’ de partículas, trajetórias essas obtidas da integração da expressão de . Dentre esses trabalhos, destacamos os que descreveremos a seguir. Em 1979 (Nuovo Cimento B52, p. 15), C. Philippidis, C. Dewdney e Basil J. Hiley reproduziram numericamente os experimentos de interferência de elétrons realizados por C. Jönsson, em 1961 (Zeitschrift für Physik 161, p. 454).Mais tarde, em 1982 (Foundations of Physics 12, p. 27), Dewdney e Hiley também reproduziram numericamente as trajetórias seguidas pelos elétrons nos processos de tunelamento. Ainda em 1982 (Nuovo Cimento B71, p. 75), Philippidis, Bohm e R. D. Kaye explicaram o efeito Aharonov-Bohm (vide verbete nesta série) usando essa mesma interpretação e equações dinâmicas um pouco diferente das obtidas por Bohm e mostradas anteriormente, onde o potencial vetor é levado em consideração. A interpretação física de  considerada nos trabalhos referidos acima, também foi considerada por Dewdney, Peter R. Holland e A. Kyprianidis, em 1987 (Journal of Physics A20, p. 4717), para explicar correlações não locais em experimentos do tipo Stern-Gerlach. Esses experimentos receberam esse nome em virtude da experiência realizada, em 1921 (Zeitschrift für Physik 8, p. 110), pelos físicos alemães Walther Gerlach (1899-1979) e Otto Stern (1888-1969; PNF, 1943), na qual confirmaram a quantização espacial dos planos das órbitas eletrônicas Bohrianas. Essa quantização havia sido prevista pelo físico alemão Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (1868-1951), em 1916 (Physikalische Zeitschrift 17, p. 489).
Na conclusão deste verbete, é oportuno registrar que Holland, no livro citado acima, encontrou dois resultados surpreendentes decorrentes da MQBB: 1) No vácuo, a aceleração dos corpos em queda livre depende de suas massas (em oposição ao resultado Galileano: os corpos caem com a mesma aceleração); 2) O potencial quântico de Bohm  poderá gerar massa em um campo quântico sem massa. Tais resultados, portanto, se forem comprovados no futuro, poderão dar uma interpretação física para esse potencial.

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