Ganhadores do Prêmio Nobel

Alguns anos após Röntgen ter descoberto os raios X, Charles Barkla mostrou que compostos que são alvo dessa radiação emitem raios secundários, dentro da mesma faixa, com comprimentos de onda específicos e característicos de diferentes elementos.

Em outras palavras, a partir do comprimento de onda dos raios X emitidos, podemos identificar o elemento (ou substância) que os estão emitindo.

Após estudar um certo número de elementos, Henry Moseley foi capaz de expandir e revisar a tabela periódica. Ele calculou com precisão os números atômicos, prevendo lugares na tabela para elementos que somente mais tarde seriam descobertos.

Seguindo um rumo natural dessa evolução, o físico sueco Manne Siegbahn (1886 - 1976) desenvolveu métodos e instrumentos para obter mais acurácia no mapeamento do espectro de raios X.

Este avanço mostrou-se particularmente importante no desenvolvimento da Física de Partículas e Física Quântica, e isto foi determinante para que Siegbahn recebesse o Prêmio Nobel de Física de 1924.

Karl Manne Georg Siegbahn nasceu no dia 3 de dezembro de 1886, na cidade sueca de Örebro, filho de Nils Reinhold Georg Siegbahn e Emma Sofia Mathilda Zetterberg. Seu pai era chefe de estação das Ferrovias Estatais.

Após o ensino médio, ele ingressou na Universidade de Lund em 1906 e obteve seu doutorado, em 1911, com a tese Magnetische Feldmessung ("Medição de campo magnético").

De 1907 a 1911, serviu como Assistente do professor J. R. Rydberg, no Instituto de Física da Universidade. Depois, foi nomeado Palestrante e, em 1915, Professor Adjunto de Física.

Em 1920, com o falecimento de Rydberg, ele assumiu a titularidade como Professor; em 1923, tornou-se Professor de Física na Universidade de Uppsala e, por fim, em 1937, veio sua nomeação como Professor Pesquisador de Física Experimental, na Academia Real Sueca de Ciências.

Naquele mesmo ano, quando foi criado o Departamento de Física do Instituto Nobel da Academia, Siegbahn foi nomeado seu primeiro Diretor.

Seus primeiros trabalhos científicos, compreendidos entre 1908 e 1912, relacionavam-se com problemas da Eletricidade e do Magnetismo. Na fase seguinte, até 1937, suas pesquisas voltaram-se principalmente à espectroscopia de raios X. Ele desenvolveu seus próprios métodos e projetou instrumentos para aplicá-los.

Suas melhorias em instrumentos já existentes e novas construções de bombas de ar e tubos de raios X permitiram um aumento considerável da intensidade da radiação estudada; os numerosos espectrógrafos e grades de cristal ou lineares que criou resultaram em grande aumento na precisão das medições.

Desta forma, Siegbahn descobriu um grande número de novas faixas, dentro do espectro de raios X, assim revelando novos elementos. A nova técnica de previsão que desenvolveu permitiu a obtenção de um conhecimento praticamente completo das condições de energia e radiação nas camadas de elétrons dos átomos.

Ao mesmo tempo, ele lançou uma sólida base empírica sobre a interpretação quântico-teórica dos fenômenos associados. Suas descobertas neste campo foram por ele resumidas em seu livro Spektroskopie der Röntgenstrahlen (Espectroscopia de raios X), de 1923 (ed. rev. 1931; ed. em inglês, 1924), um clássico da literatura científica.

Os espectrógrafos de Siegbahn são mantidos a uma temperatura constante e lidos, em décimos de segundo, por meio de dois microscópios montados em posições diametralmente opostas, formando uma espécie de goniômetro (instrumento para medir ângulos). A precisão obtida é tão alta que seus valores de níveis de energia, de trinta anos atrás, ainda são usados para muitos propósitos.

O Instituto comandado por Siegbahn direcionou suas atividades de pesquisa para as questões da Física Nuclear. Com este objetivo, em 1939 foi construído um cíclotron (um acelerador de partículas circular) capaz de acelerar deutérios até 5 a 6 MeV, e o equipamento logo foi substituído por outro ainda maior e com a capacidade para energias de deutério de até 30 MeV*.

Adicionalmente, também foi montado um gerador de alta tensão para 400.000 volts, uma medida provisória durante a Guerra. Em 1962, ele foi transformado em uma usina para 1,5 milhão de volts.

Outro artefato tecnológico incorporado ao arsenal do Instituto foi um separador eletromagnético, com o propósito de estudar a energia e a radiação dos diferentes isótopos radioativos, além de vários novos tipos de espectrógrafos β, abrangendo diversas finalidades.

Com esta gama de recursos e após o desenvolvimento de métodos adequados, foram implementados muitos importantes projetos de pesquisa. Dentre eles, foram estudados os processos de radiação de núcleos atômicos instáveis e reações nucleares de vários tipos, e foram feitas medidas precisas das propriedades magnéticas de núcleos atômicos.

Siegbahn e sua equipe também construíram um microscópio eletrônico de padrão inovador e um mecanismo de régua de trabalho automático para riscar grades bem definidas (com até 1.800 linhas por milímetro), especialmente para raios X e ultravioleta extremo (para entender melhor esses conceitos, leia nossa matéria sobre o espectro eletromagnético).

Um grande número de jovens cientistas, muitos deles estrangeiros, participaram do trabalho de pesquisa progressivamente desenvolvido para estudar o núcleo atômico e suas propriedades radioativas.

Siegbahn viajou muito, visitando praticamente todos os renomados centros de atividade científica da Europa (1908 a 1922), Canadá e Estados Unidos (1924 a 1925). Na América, a convite da Fundação Rockefeller, deu palestras nas Universidades de Colúmbia, Yale, Harvard, Cornell, Chicago, Berkeley, Pasadena, Montreal e várias outras.

Após a Segunda Guerra Mundial, no período de 1946 a 1953, visitou os principais institutos de pesquisa nuclear dos EUA (Berkeley, Pasadena, Los Ângeles, St. Louis, Chicago, M.I.T. Boston, Brookhaven, Colúmbia, etc.).

Como membro da Comissão Internacional de Pesos e Medidas, a partir de 1937, participou de suas reuniões anuais, em Paris; quando se desfiliou, em 1956, foi eleito membro honorário da Comissão.

No período de 1938 a 1947, foi Presidente da União Internacional de Física. Outras honrarias, além do Prêmio Nobel de Física (1924), incluem a Medalha Hughes (1934) e a Medalha Rumford (1940) da Royal Society e Medalha Duddel da Physical Society (Londres, 1948).

Siegbahn recebeu títulos de doutor honorário em Freiburg (1931), Oslo (1946), Paris (1952) e na Faculdade Técnica de Estocolmo (1957). Também foi membro da Royal Society, em Londres e Edimburgo, da Academie des Sciences, de Paris, e de várias outras academias.

Casou-se com Karin Hogborn em 1914, e eles tiveram dois filhos: Bo, em 1915, que se tornou Embaixador do Marrocos, e Kai, em 1918, Professor de Física da Universidade de Uppsala desde 1954, ocupando a mesma cadeira que era de seu pai entre 1923 e 1937.

Manne Siegbahn faleceu em 26 de setembro de 1978.