Cíclotron

Contexto histórico

Ernest Lawrence, em Berkeley, a partir do início dos anos 1930, fez partículas carregadas darem voltas entre eletrodos semicirculares, ganhando energia a cada passagem. Em 1932 o aparelho já produzia resultados; em poucos anos, cíclotrons maiores viraram orgulho de campus e de Estado. A física nuclear deixou de depender só de fontes naturais e de aceleradores lineares longos.

O cíclotron é oficina no sentido literal: vácuo, cobre, óleo de ímã, equipe. Lawrence montou um estilo de laboratório-grande que o século XX copiaria em escala ainda maior.

Como funciona

Um campo magnético curva a trajetória do íon; um campo elétrico alternado, na fenda entre as 'dees', acelera a partícula duas vezes por volta. O raio cresce com a energia; a frequência, no desenho não relativístico, permanece síncrona. No fim da espiral, o feixe é extraído contra um alvo. Limites relativísticos e de foco levaram a sincrotrons; o gesto inaugural — dobrar o tubo numa caixa redonda — é o de Lawrence.

Impacto na sociedade

Isótopos artificiais alimentaram a medicina nuclear e a química de traçadores. A estrutura do núcleo virou objeto de experimento sistemático, não só de raros decaimentos. Houve também a sombra óbvia: o mesmo ofício de acelerar e de bombardear alimentou o complexo que, na década seguinte, faria armas.

Como instrumento, o cíclotron inventa o fato da partícula 'criada' em energia escolhida. Fecha este ranking porque é o mais pesado e o mais institucional da lista — a ciência como canteiro — sem deixar de ser, ainda, um aparelho com inventor e com data.

Curiosidade

Os primeiros cíclotrons cabiam numa palma e, logo, numa sala. Fotografias de Berkeley mostram Lawrence ao lado de ímãs que crescem como se a física tivesse virado fundição. O laboratório-grande começa, em boa parte, nessa série de diâmetros.