Tsung-Dao Lee, físico que desafiou uma lei da natureza
Aos 31 anos, ele e um colega ganharam o Prêmio Nobel de Física de 1957 pela descoberta de que partículas subatômicas, ao contrário do que os cientistas pensavam, nem sempre são simétricas.
Tsung-Dao Lee (nasceu em 24 de novembro de 1926, em Xangai, China – faleceu em 4 de agosto de 2024, em São Francisco, Califórnia), foi um físico sino-americano que dividiu o Prêmio Nobel de Física em 1957 por derrubar o que era considerado uma lei fundamental da natureza — que as partículas são sempre simétricas.
A teoria que o Dr. Lee derrubou foi chamada de lei da conservação da paridade, que dizia que todo fenômeno e sua imagem espelhada deveriam se comportar precisamente da mesma forma. Na época em que ele desafiou a teoria, em 1956, ela já era amplamente aceita há 30 anos.
O Dr. Lee era então um jovem professor na Columbia, onde foi promovido a professor titular aos 29 anos — o mais jovem na história da universidade até então.
Ele ficou intrigado com um problema envolvendo o decaimento dos chamados mésons K, que são partículas subatômicas. Essas partículas decaem o tempo todo, formando elétrons, neutrinos e fótons. Experimentos mostraram que quando os mésons K decaíam, alguns exibiam mudanças que sugeriam que cada um diferia dos outros. Mas eles também tinham massas e expectativas de vida idênticas, indicando que eram os mesmos.
Essa aparente contradição criou um grande enigma para os físicos. Eles assumiram que forças nucleares fracas, como o decaimento do méson, obedeciam à lei da conservação da paridade, assim como as outras duas forças fundamentais que governam a física quântica: forças nucleares fortes, que unem prótons e nêutrons no núcleo, e forças eletromagnéticas, que governam a atração e repulsão de cargas elétricas e o comportamento da luz. Em outras palavras, os cientistas assumiram que a orientação das forças nucleares fracas sempre poderia ser revertida.
O Dr. Lee pediu a um grupo de pesquisa da Columbia para realizar um experimento simples para ver se esse era o caso. Os resultados sugeriram que talvez não fosse.
O Dr. Lee foi professor de longa data na Universidade de Columbia.
Ele chamou Chen Ning Yang, professor do Instituto de Estudos Avançados em Princeton, Nova Jersey, com quem o Dr. Lee havia trabalhado e também conhecido como aluno de pós-graduação na Universidade de Chicago, e juntos eles revisaram todos os estudos e experimentos envolvendo forças fracas.
O Dr. Lee e o Dr. Yang chegaram à conclusão de que havia apenas uma resposta razoável para o problema levantado no decaimento do méson K: diferentemente das forças nucleares fortes e das forças eletromagnéticas, as forças nucleares fracas não obedeciam à lei da conservação da paridade. Foi uma ideia revolucionária porque significava que, na natureza, algumas partículas são, na verdade, destras, enquanto outras são canhotas.
No outono de 1956, o Dr. Lee e o Dr. Yang publicaram sua teoria na revista Physical Review.
Um experimento inovador do físico Chien-Shiung Wu envolvendo a decomposição de átomos de cobalto foi realizado mais tarde naquele ano, confirmando que o Dr. Lee e o Dr. Yang estavam certos. Eles receberam o Prêmio Nobel no ano seguinte.
O Dr. Lee tinha apenas 31 anos quando recebeu o prêmio; ele e o Dr. Yang foram os primeiros laureados nascidos na China.
O Dr. Lee teve uma carreira excepcionalmente longa e produtiva. Ele se aposentou do ensino regular na Columbia em 2012, aos 86 anos, mas continuou a contribuir com ideias para a pesquisa em física de partículas até os 90 anos. Seu nome está afixado em dois teoremas, o Modelo Lee e o teorema Kinoshita-Lee-Nauenberg — e ele desenvolveu teorias importantes sobre buracos negros e matéria escura.
Ele também foi um físico proeminente na área de colisores relativísticos de íons pesados e, de 1997 a 2003, foi diretor do Centro de Pesquisa RIKEN BNL no Laboratório Nacional Brookhaven, em Long Island, que abriga o único colisor de partículas em operação do país.
Em uma entrevista de 2007 ao Instituto Nobel no 50º aniversário de seu Prêmio Nobel, o Dr. Lee atribuiu parte de seu sucesso, particularmente sua percepção sobre a paridade não conservacionista, à sua educação não tradicional.
Tsung-Dao Lee, que era frequentemente conhecido como TD, nasceu em 24 de novembro de 1926, em Xangai, o terceiro de seis filhos de Tsing-Kong Lee, um comerciante com experiência em trabalhar com produtos químicos, e Ming-Chang Chang. O Dr. Lee disse que cresceu “em uma família de aprendizado”.
Ele estava no ensino médio quando a guerra estourou entre a China e o Japão, forçando-o a abandonar os estudos. Foi nessa época que ele descobriu a física. Ao tropeçar em alguns livros de ciências, ele ficou imediatamente intrigado, mas como não estava mais recebendo uma educação formal, ele foi deixado para aprender sozinho. Isso o ajudou a desenvolver sua própria abordagem para resolver problemas.
Na entrevista de 2007, ele relembrou que abordou as leis de Newton, particularmente a famosa equação de Newton de força igual a massa vezes aceleração, com base no que ele conseguiu extrair dos livros.
“Newton percebeu que a força é uma função do espaço, e ele conhecia a função”, disse o Dr. Lee. “Uma era a elasticidade. É linear na distância. E a outra é a gravitação. Então, uma vez que o lado esquerdo é uma não função do espaço e o lado direito é a aceleração, então você pode resolvê-lo para estar certo. Eu pensei, ‘Isso é interessante.’ Mas não era isso que estava declarado no livro, então essa foi minha abordagem.”
Em 1943, apesar de não ter um diploma de ensino médio, ele foi admitido na National Chekiang University (hoje Zhejiang University), que havia se mudado para Guizhou por causa da guerra. Embora tenha começado como um estudante de engenharia química, ele mudou para física quando seus professores descobriram seu talento naquele campo.
A guerra contínua com o Japão forçou o Dr. Lee em 1945 a mudar para a National Southwestern Associated University em Kunming, onde o Dr. Yang, seu futuro colaborador, também havia estudado. Na universidade, Ta-You Wu, um físico atômico e nuclear influente, indicou o Dr. Lee para uma bolsa do governo chinês para estudar nos Estados Unidos. Em 1946, o Dr. Lee, que havia completado apenas dois anos de faculdade, estava na Universidade de Chicago, tendo sido aceito como aluno de doutorado.
Na época, a Universidade de Chicago era um dos principais centros do mundo para o estudo da física. O departamento era liderado por Enrico Fermi, o físico nascido na Itália que supervisionou a primeira reação nuclear bem-sucedida e que recebeu o Prêmio Nobel em 1938. O Dr. Lee se tornou o único aluno de doutorado do Dr. Fermi em física teórica, encontrando-se com ele toda semana.
Foi uma experiência de aprendizado extraordinária, em parte por causa da técnica de ensino do Dr. Fermi, que o Dr. Lee explicou na entrevista de 2007 ao Instituto Nobel.
“’Veja,’ ele disse, ‘há coisas que eu gostaria de saber,’” Dr. Lee lembrou-se do Dr. Fermi dizendo. “’Lee, por que você não olha para cima e me dá uma palestra na semana que vem.’”
“Fiquei muito feliz em ensinar Fermi”, acrescentou o Dr. Lee. “Claro, essa é uma excelente maneira de construir a confiança do aluno. E então ele me fazia perguntas e eu tinha que responder.”
O Dr. Lee recebeu seu Ph.D. em 1950. Nos três anos seguintes, ele trabalhou no Observatório Yerkes em Williams Bay, Wisconsin, como palestrante convidado na Universidade da Califórnia, Berkeley, e no Instituto de Estudos Avançados em Princeton. Ele foi então contratado pela Universidade de Columbia como professor assistente.
O Dr. Lee recebeu muitos prêmios além do Nobel, incluindo o Prêmio Albert Einstein em Ciências, e teve um planeta menor (3443 Leetsungdao) batizado em sua homenagem.
O Dr. Lee permaneceu bastante modesto sobre a descoberta que lhe rendeu o Prêmio Nobel. Foi o produto de uma percepção sobre algo que, como se viu, estava escondido à vista de todos.
Ninguém viu isso antes “porque era um bloqueio mental”, ele disse na entrevista de 2007. “Ninguém procurou por isso.”
Tsung-Dao Lee faleceu no domingo 4 de agosto de 2024, em sua casa em São Francisco. Ele tinha 97 anos.
Sua morte foi anunciada em uma declaração conjunta do Instituto Tsung-Dao Lee na Universidade Jiao Tong em Xangai e do Centro Chinês para Ciência e Tecnologia Avançada em Pequim.
Em 1950, ele se casou com Jeannette Hui-Chun Chin. Ela morreu em 1996. Ele deixa os filhos, James e Stephen; seu irmão, Xuedao Li; sua irmã, Yayun Li; sete netos; e um bisneto. O Dr. Lee se tornou cidadão dos Estados Unidos em 1962.
Alex Traub contribuiu com a reportagem.
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