David Pines, físico perspicaz e influente
Físico que ajudou a desmistificar a ciência das estrelas em colapso
David Pines em 2013. Ele era “um líder do que se poderia chamar de ‘maior geração’ de físicos de matéria condensada dos EUA”, disse um colega. (Credito da fotografia: Minesh Bacrânia)
David Pines (nasceu em 8 de junho de 1924, em Kansas City, Missouri – faleceu em 3 de maio de 2018, em Urbana, Illinois), foi um físico cujos conhecimentos teóricos ajudaram a explicar o fluxo eléctrico dos supercondutores e a agitação da matéria no interior das estrelas em colapso.
“David foi um líder do que se poderia chamar de ‘a maior geração’ de físicos de matéria condensada dos EUA”, disse Robert B. Laughlin, professor de física em Stanford. A física da matéria condensada é o estudo de líquidos e sólidos.
Embora o Dr. Pines nunca tenha ganhado um Prêmio Nobel, ele contribuiu com avanços que levaram diretamente a outros Nobels. Em 1952, por exemplo, depois de ingressar no departamento de física da Universidade de Illinois como pesquisador de pós-doutorado em John Bardeen, ele e o Dr. Bardeen começaram a abordar o problema de como certos materiais podiam transmitir eletricidade praticamente sem resistência. O problema escapou à explicação desde que a supercondutividade foi descoberta em 1911.
Os elétrons, que têm carga negativa, geralmente se repelem.
Mas no final de 1954, Bardeen e Pines mostraram que, dentro de um cristal de íons, é possível que os elétrons possam realmente ser atraídos uns pelos outros – um passo, pensaram eles, que poderia ser usado para construir uma teoria da supercondutividade.
Enquanto partículas de mesma carga se repelem, aquelas de carga oposta se atraem. Bardeen e Pines calcularam corretamente que, à medida que um elétron passa por íons carregados positivamente, ele puxaria os íons em sua direção e desencadearia vibrações; outros elétrons seriam então atraídos para aquele grupo de íons e criariam uma força atrativa entre os elétrons.
Alguns meses depois, o Dr. Pines deixou Illinois para assumir um cargo de professor titular em Princeton. Leon Cooper, o sucessor do Dr. Pines, usou o resultado de Bardeen-Pines para mostrar como os elétrons se emparelham, e John Robert Schrieffer, um estudante de graduação, descobriu como os elétrons emparelhados caem em um estado supercondutor.
Schrieffer compartilharam o Prêmio Nobel de Física em 1972 pelo que é conhecido como teoria BCS. (O Dr. Bardeen também dividiu o prêmio de 1956, pela invenção do transistor.) Por regra, não mais do que três pessoas podem dividir um Nobel.
“David teve um pouco de azar nesse aspecto”, disse David Campbell , professor de física na Universidade de Boston, em entrevista por telefone. Se a história tivesse se desenrolado de maneira um pouco diferente, talvez pudesse ter sido a teoria da supercondutividade BPS.
Alguns anos depois de seu trabalho com Bardeen, Pines colaborou com dois outros físicos, Aage Niels Bohr e Ben Roy Mottelson, em um artigo que descreve excitações em núcleos. Esse trabalho levou o Dr. Bohr e o Dr. Mottelson a ganharem o Nobel de física de 1975, compartilhado com outro físico, Leo James Rainwater, que apresentou ideias semelhantes de forma independente.
Um tema recorrente nos quase 70 anos de pesquisa do Dr. Pines foi a noção de “emergência”.
Para muitos físicos, o objetivo é descobrir os menores blocos básicos de construção do universo e escrever as equações mais simples que descrevem as forças fundamentais da natureza.
Num artigo publicado em 2000, o Dr. Pines e o Dr. Laughlin argumentaram que esta busca era “a ciência do passado”. Eles sustentavam que muitos fenômenos cruciais na natureza surgem como o comportamento coletivo de um grande número de partículas, e que esses fenômenos não poderiam ser facilmente compreendidos extrapolando as propriedades de uma única partícula.
“A tarefa central da física teórica do nosso tempo”, escreveram eles, “já não é escrever as equações finais, mas sim catalogar e compreender o comportamento emergente nas suas muitas formas, incluindo potencialmente a própria vida”.
David Pines nasceu em 8 de junho de 1924, em Kansas City, Missouri, filho de Sidney e Edith Adelman Pines. Em 1938, sua família mudou-se para Dallas, onde seu pai abriu uma empresa que instalava sistemas de aquecimento e ar condicionado. Ele se formou no ensino médio duas semanas antes de completar 16 anos como orador da turma. Ele frequentou o Black Mountain College perto de Asheville, NC, por um ano antes de se transferir para a Universidade da Califórnia, Berkeley.
Ele se formou em Berkeley em 1944 com bacharelado em física e começou a ter aulas de pós-graduação. Depois de ser convocado para a Marinha e servir por dois anos, retomou os estudos de física, primeiro em Berkeley e depois em Princeton, onde concluiu o doutorado em 1950.
Com seu orientador de tese, o renomado físico teórico David J. Bohm, o Dr. Pines desenvolveu uma técnica, conhecida como aproximação de fase aleatória, para descrever o comportamento dos elétrons em um gás denso. Isso levou à noção do plasmon, onde as vibrações do gás poderiam se comportar como partículas.
Dr. Pines foi instrutor na Universidade da Pensilvânia por alguns anos antes de se mudar para Illinois para se juntar ao grupo do Dr. Bardeen. Ele foi professor assistente em Princeton de 1955 a 1958, depois membro do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, Nova Jersey, por um ano antes de retornar a Illinois como professor de física e engenharia elétrica.
Pines também trabalhou em superfluidos – materiais que fluem sem esforço – e aplicou essas técnicas ao estudo de estrelas de nêutrons, os remanescentes ultradensos de estrelas que explodiram em supernovas. Ocasionalmente, as estrelas de nêutrons sofrem “falhas”, quando sua rotação acelera repentinamente.
“Basicamente, trata-se de produzir superfluidos, mas em uma escala muito maior”, disse Kevin Bedell, professor de física do Boston College que colaborou com o Dr. Pines por muitos anos.
Depois de se aposentar de Illinois em 1995, o Dr. Pines trabalhou no Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México, e na Universidade da Califórnia, Davis, além do Instituto Santa Fé.
Dr. Pines também criou organizações como o Centro de Estudos Avançados da Universidade de Illinois e o Instituto de Matéria Adaptativa Complexa da Universidade da Califórnia. Ele ajudou a fundar o Instituto Santa Fé em 1984.
“David foi um grande convocador”, disse o Dr. Bedell.
Nos últimos anos, o Dr. Pines investiu energia na iniciativa “Pense como um Cientista”, que visava mudar a forma como a ciência era ensinada nas escolas primárias e médias.
Dr. Pines foi membro da Academia Nacional de Ciências e membro da Academia Americana de Artes e Ciências.
Embora reunisse cientistas, ele também poderia alienar colegas ao promover agressivamente suas ideias. “Ele tinha as duas características”, disse Bedell.
Em 1986, foi descoberto um novo tipo de supercondutor, que permanecia supercondutor em temperaturas relativamente altas. Ao longo da década de 1990, enquanto os teóricos tentavam encontrar uma explicação, o Dr. Pines e Philip W. Anderson, um físico de Princeton, apresentaram teorias concorrentes e argumentaram de forma controversa. (Nenhuma das ideias funcionou e a compreensão da supercondutividade em alta temperatura ainda está incompleta.)
“Eu não me comportei bem, e ele não se comportou bem”, disse Anderson em entrevista por telefone. Mas, disse ele, “mantivemos nossa amizade”.
O Dr. Anderson foi um dos cientistas que o Dr. Pines ajudou a trazer para o Instituto Santa Fé e, mesmo quando brigavam, cooperavam lá.
“Sempre gostei muito de David”, disse o Dr. Anderson, “e devo muito a ele”.
David Pines faleceu no dia 3 de maio na sua casa em Urbana, Illinois.
A causa foi o câncer de pâncreas, segundo o Instituto Santa Fé, no Novo México, que o Dr. Pines ajudou a estabelecer como um esforço multidisciplinar para estudar sistemas complexos.
Dr. Pines deixa uma filha, Catherine Pines; um filho, Jônatas; uma irmã, Judith Fried; e três netos. Sua esposa, Suzy, que ele conheceu quando ambos eram estudantes de graduação em Berkeley, morreu em 2015.
(Créditos autorais: https://www.nytimes.com/2018/05/11/archives – New York Times/ ARQUIVOS/ Por Kenneth Chang – 11 de maio de 2018)
Uma versão deste artigo foi publicada em 13 de maio de 2018, Seção A, página 26 da edição de Nova York com a manchete: David Pines, Físico que ajudou a desmistificar a ciência das estrelas em colapso.
© 2018 The New York Times Company