Laboratório do National Bureau of Standards, em Gaithersburg, Maryland, manhã de 8 de abril de 1982. Um pesquisador israelense de quarenta e um anos coloca no microscópio eletrônico uma fita de alumínio com manganês, resfriada tão rápido que o metal líquido virou sólido em milésimos de segundo.

A liga não tinha nada de exótico. Fazia parte de um programa financiado pela defesa americana para achar alumínio mais leve e mais resistente para aviões, e o resfriamento ultrarrápido já era rotina naquele prédio.

Na tela do difratograma apareceram dez pontos luminosos, igualmente espaçados num círculo perfeito. Ele contou uma vez. Girou a amostra, ajustou o feixe e contou de novo. Dez.

Havia um problema com aqueles dez pontos, e o problema estava em todo manual de cristalografia impresso desde o século XIX. Um cristal é feito de uma célula que se repete no espaço, e uma célula que se repete só admite eixos de simetria de ordem 1, 2, 3, 4 e 6.

Cinco e dez estavam fora. Não por falta de exemplo, por geometria pura: pentágono não ladrilha o plano, sempre sobra vão. A proibição era demonstrada, ensinada no primeiro ano de curso e nunca contestada em cem anos de difração.

Ele disse a si mesmo, em hebraico, que não existia criatura daquelas. Depois puxou o caderno do laboratório e anotou o que tinha acabado de ver, com três pontos de interrogação atrás: 10 vezes???

A anotação tem data, tem hora e não tem nenhuma testemunha. O aparelho estava calibrado, a amostra era comum, o procedimento era o de sempre. O que apareceu na tela contrariava a única coisa que a área inteira tratava como resolvida.

Nos meses seguintes ele repetiu a medida dezenas de vezes e procurou o defeito de preparação que explicaria o resultado. Não achou. O que veio depois não foi um debate técnico sobre difração de elétrons.

Continue lendo ↓

I  A Queda

O manual posto sobre a mesa dele

A primeira reação dos colegas não foi curiosidade. Foi uma palavra técnica: maclagem. Dois ou mais cristais comuns, crescidos colados em ângulos específicos, produzem na difração um padrão que imita simetria proibida.

A explicação era razoável e tinha um teste. Se houvesse maclas, existiriam fronteiras entre os grãos, visíveis em campo escuro, e o padrão mudaria de forma previsível ao inclinar a amostra.

Ele inclinou a amostra em todas as direções e mediu os ângulos entre os eixos de simetria. Encontrou eixos de ordem 2, 3 e 5 dispostos exatamente como as faces de um icosaedro. Não encontrou fronteira de macla em grão nenhum.

O chefe do laboratório não pediu as imagens de campo escuro. Foi até a bancada, deixou sobre a mesa um livro-texto de cristalografia e sugeriu que ele lesse o capítulo sobre difração antes de continuar.

Poucos dias depois, o mesmo chefe pediu que ele deixasse o grupo de pesquisa, com o argumento de que o assunto estava constrangendo a equipe inteira.

O custo não foi apenas simbólico. Convite para congresso, espaço em revista e renovação de verba dependiam da mesma comunidade que tratava o resultado como vexame, e cada porta fechada tinha o mesmo motivo escrito nas entrelinhas.

Ele guardou os negativos e os cadernos por dois anos. Em 1984, já de volta ao Technion e com Ilan Blech, escreveu o artigo que descrevia uma fase metálica com ordem de longo alcance e nenhuma repetição no espaço.

O Journal of Applied Physics devolveu o texto pelo correio, sem mandar para revisores, com a informação de que o tema não interessava aos físicos.

Quando o resultado finalmente saiu impresso, em novembro de 1984, veio a reação mais cara de todas. Linus Pauling, duas vezes laureado com o Nobel e a maior autoridade viva em estrutura química, decidiu que ali havia erro de interpretação.

Pauling propôs um modelo de maclagem múltipla com células cúbicas de oitocentos e vinte átomos e publicou na Nature em 1985. Em congressos, subia ao púlpito e repetia a frase que grudaria no currículo alheio por quase dez anos.

A frase circulava em corredor, em sala de aula e em pedido de financiamento. Ninguém precisava refutar as medidas para descartar o trabalho, bastava repetir a piada de quem tinha dois Nobel na estante.

Ele seguiu apresentando os mesmos difratogramas nas mesmas reuniões, sem trocar de tema e sem devolver o ataque. Pauling sustentou a objeção até 1994, o último ano da própria vida, e nunca aceitou o resultado.

II  O Triunfo

Três páginas na Physical Review Letters

O primeiro a olhar os dados sem rir foi John Cahn, no próprio National Bureau of Standards. Cahn tinha passado dois anos defendendo a hipótese da maclagem e acabou chamando o cristalógrafo francês Denis Gratias para conferir a geometria com ele.

O artigo de quatro autores foi aceito pela Physical Review Letters e publicado em 12 de novembro de 1984, em três páginas, com um título que era a própria contradição: fase metálica com ordem orientacional de longo alcance e nenhuma simetria de translação.

Cinco semanas depois, Dov Levine e Paul Steinhardt publicaram na mesma revista o modelo teórico que explicava o padrão e batizaram o material com o nome que ficou: quasicristal.

A matemática já existia havia dez anos e ninguém tinha ligado uma ponta na outra. Em 1974 Roger Penrose montou um ladrilhamento do plano com duas peças que cobre a superfície inteira sem nunca se repetir, com simetria de ordem cinco.

Em 1982 Alan Mackay fotografou a difração óptica de um arranjo de Penrose em três dimensões e obteve dez pontos luminosos num círculo. A imagem estava publicada antes de o padrão aparecer em Maryland, num periódico que os metalurgistas não liam.

O que encerrou a discussão foi material melhor. Em 1986 um grupo francês cresceu grãos de alumínio, cobre e lítio grandes o bastante para segurar com a pinça, com as trinta faces de um triacontaedro visíveis a olho nu.

Em 1987, no Japão, An-Pang Tsai produziu quasicristais estáveis de alumínio, cobre e ferro. Estável significa que a fase não era acidente de resfriamento rápido: era o estado de equilíbrio daquela liga, reproduzível em qualquer forno.

Com cristal grande e estável na mão, a difração de raios X repetiu o mesmo padrão em laboratório atrás de laboratório, e a hipótese da maclagem perdeu o último apoio experimental que tinha.

Em 1992 a União Internacional de Cristalografia fez o que quase nenhuma área faz: apagou a definição do próprio objeto de estudo. A exigência de repetição no espaço saiu do texto e entrou um critério medido no difratograma.

Em 2009 Luca Bindi e Paul Steinhardt encontraram um quasicristal natural numa amostra guardada no museu de Florença, vinda de um meteorito da Chukotka, no extremo leste da Rússia. A natureza já montava aquela estrutura antes de qualquer laboratório.

Em 5 de outubro de 2011 o Nobel de Química foi anunciado com um nome só na lista, sem divisão com ninguém, pela descoberta dos quasicristais.

Hoje são mais de cem ligas quasicristalinas conhecidas, e a estrutura entrou em aço de agulha cirúrgica, em lâmina de barbear e em revestimento antiaderente de frigideira.

III  A Lição

Lei da natureza e regra de manual

Vale separar com cuidado duas coisas que a história embrulha juntas, porque a leitura mais fácil dessa história é a errada.

A leitura fácil diz que ele estava certo e o mundo estava errado. O mundo não estava errado sobre nada do que tinha medido. O teorema da restrição cristalográfica continua válido até hoje: rede que se repete não admite eixo de ordem cinco.

O erro morava em outro lugar, numa palavra que ninguém tinha revisado. A área usava cristal e rede periódica como sinônimos, quando um era o objeto observado e o outro era apenas o único mecanismo conhecido para produzi-lo.

Um sólido pode ter ordem de longo alcance sem repetir nunca, exatamente como o ladrilhamento de Penrose. A ordem estava lá, previsível e mensurável no difratograma. O que faltava era um nome no vocabulário da área.

A diferença muda a conduta inteira. Opinião se defende com argumento e perde para quem tem mais autoridade na sala. Medida se defende com repetição e não depende de quem está falando.

Por quase dez anos ele fez uma coisa só: apresentou o mesmo padrão de dez pontos, com o mesmo procedimento, para qualquer plateia que aceitasse olhar. Não escreveu réplica a Pauling e não montou campanha em defesa própria.

A página de caderno de 8 de abril de 1982 virou uma das imagens mais reproduzidas da química do século, e o que está escrito nela não afirma nada. Registra uma contagem e uma dúvida honesta, com data.

Existe um custo na história que não deve ser suavizado. Foram quase dez anos de piada pública, com um dos maiores químicos do século repetindo em congresso que ele não era cientista de verdade. O reconhecimento chegou, o tempo perdido não voltou.

Na sua vida, o mesmo raciocínio vale para toda regra que te disseram ser impossível de furar. Antes de aceitar a proibição, pergunte de onde ela vem: de uma lei que alguém demonstrou ou de um hábito que a sua área nunca parou para revisar.

Lei da natureza tem prova e tem limite escrito. Regra de manual tem só repetição, e sobrevive porque ninguém teve tempo de conferir a origem.

O teste prático é curto. Peça a medida. Se a regra se sustenta em número que qualquer pessoa pode refazer, respeite. Se se sustenta em quem disse, você achou o vão por onde passar.

Gráfico do Dia

Um gráfico incrível por dia e todo o contexto que ele carrega, em apenas cinco minutos. No seu email todo dia às 08:08.

Quero receber →