Foi há 75 anos, sob as arquibancadas de um campo de futebol da Universidade de Chicago, que os cientistas deram o primeiro passo para aproveitar o poder da reação em cadeia da fissão nuclear. Sua pesquisa iniciou a Era Atômica e deu início à corrida do Projeto Manhattan para uma arma de poder inimaginável. Mais tarde, precisamente a mesma técnica estimularia a construção das usinas nucleares que hoje fornecem 20% da energia da América. Da medicina à arte, o incrível e terrível potencial de dividir o átomo deixou intocados alguns aspectos de nossa vida.
A história começa no final de 1938, quando o trabalho dos químicos Otto Hahn, Fritz Strassman e Lise Meitner levou à descoberta de que o átomo - cujo próprio nome deriva do grego para "indivisível" - poderia, de fato, ser separado. Em colaboração remota com Meitner, um refugiado judeu da Alemanha nazista que se estabeleceu em Estocolmo, Suécia, Hahn e Strassman bombardeou grandes átomos de urânio instáveis com nêutrons minúsculos na Universidade de Berlim. Para sua surpresa, eles descobriram que o processo poderia produzir bário, um elemento muito mais leve que o urânio. Isso revelou que era possível dividir os núcleos de urânio em componentes menos massivos e quimicamente distintos.
O trio de pesquisadores soube instantaneamente que eles estavam em algo importante. Mudar a própria identidade de um elemento já foi a fantasia dos alquimistas: agora, era a realidade científica. No entanto, na época, eles tinham apenas uma idéia das muitas revoluções científicas e culturais que sua descoberta provocaria.
O trabalho teórico realizado por Meitner e seu sobrinho Otto Frisch rapidamente expandiu essa descoberta inicial - um artigo publicado na revista Nature em janeiro de 1939 delineou não apenas a mecânica da fissão, mas também sua surpreendente produção de energia. À medida que os núcleos de urânio pesado explodiam, transitando de estados instáveis de alta energia para estados estáveis de baixa energia, eles liberavam enormes quantidades de energia. Além do mais, os átomos fissurados cuspiram nêutrons dispersos que eram capazes de desencadear a fissão em outros núcleos próximos.
Depois que uma equipe americana da Universidade de Columbia replicou prontamente o resultado de Berlim, ficou claro que o poder da divisão de átomos não era brincadeira. Dado o clima geopolítico carregado da época, a pressa de capitalizar essa nova tecnologia adquiriu enorme significado. O mundo em si parecia um átomo instável à beira da autodestruição. Nos Estados Unidos, o presidente Franklin Roosevelt estava cada vez mais preocupado com a ascensão de tiranos carismáticos no exterior.
O volumoso reator foi erguido sob as arquibancadas em Staggs Field. (Universidade de Chicago) Para alguns químicos e físicos, a situação parecia ainda mais terrível. "Cientistas, alguns dos quais [incluindo Albert Einstein, e o físico húngaro Leo Szilárd] eram refugiados da Europa fascista, sabiam o que era possível", diz Eric Isaacs, professor de física da Universidade de Chicago. “Eles conheciam Adolf Hitler. E com seus colegas e seus pares aqui na América, eles rapidamente perceberam que agora que nós tivemos fissão, certamente seria possível usar essa energia de formas nefastas ”.
Particularmente assustadora era a possibilidade de amarrar uma cadeia de reações de fissão para gerar energia suficiente para causar destruição real. Em agosto de 1939, essa preocupação levou Einstein e Szilárd a se reunir e redigir uma carta a Roosevelt, alertando-o sobre o perigo de a Alemanha criar uma bomba nuclear e exortando-o a iniciar um programa de pesquisa interna intensiva nos EUA Einstein, que como Lise Meitner havia abandonado sua cátedra na Alemanha, já que o sentimento anti-semita estava se firmando, endossando a grave mensagem, assegurando que isso deixaria uma profunda impressão no presidente.
Um mês depois, o exército de Hitler invadiu a Polônia, iniciando a Segunda Guerra Mundial. Como descreve Isaacs, um relutante Roosevelt logo chegou ao modo de pensar de Szilárd e viu a necessidade de os Aliados derrotarem a Alemanha em uma arma nuclear. Para alcançar esse objetivo, ele recrutou formalmente a ajuda de um grupo de pesquisadores nucleares comprometidos e extremamente talentosos. "Eu convoquei uma junta", escreveu Roosevelt em uma carta de acompanhamento a Einstein, "para investigar minuciosamente as possibilidades de sua sugestão em relação ao elemento de urânio".
“A carta de Einstein demorou um pouco para se estabelecer”, diz Isaacs, “mas assim que aconteceu, o financiamento começou. E Arthur Holly Compton, que era o chefe do departamento de física da Universidade de Chicago, conseguiu reunir uma equipe dos sonhos de cientistas - químicos, físicos, metalúrgicos - todos aqui na universidade em 1941. Incluindo Enrico Fermi, incluindo Szilárd. Bem aqui no campus. E é aí que eles fizeram o experimento ”.
Uma vista aérea do quadrilátero memorial que agora comemora o CP-1. Em seu centro (ou núcleo) está a escultura bulbosa de Henry Moore, "Energia Nuclear". Os tentáculos negros circundantes compreendem uma instalação temporária intitulada "Nuclear Thresholds", de Ogrydziak Prillinger Architects. (Universidade de Chicago) O objetivo da equipe dos sonhos era produzir uma série auto-sustentável de eventos de fissão em um ambiente controlado: em outras palavras, uma reação nuclear em cadeia. Hahn e Strassman observaram a fissão em alguns átomos isolados. Agora Compton, Fermi e Szilárd queriam juntar bilhões de fissões, com os nêutrons liberados por uma reação desencadeando os próximos. O efeito aumentaria exponencialmente, e também sua produção de energia.
Para realizar o experimento, eles teriam que criar o primeiro reator nuclear feito pelo homem, um aparato de tijolos de grafite e madeira com cerca de 18 metros de comprimento e 30 de largura e altura. Dentro do dispositivo, hastes de controle de cádmio absorviam o excesso de nêutrons das reações de fissão, impedindo uma perda catastrófica de controle. Em seu nicho sob as arquibancadas do campo Stagg da universidade, o reator - projetado e fabricado no espaço de um único mês - induziu com sucesso uma reação nuclear em cadeia e atraiu-o para gerar energia.
O trabalho da equipe científica de estrelas de Chicago constituiu o primeiro passo crítico em direção ao objetivo do Projeto Manhattan de desenvolver uma bomba nuclear antes do Eixo. Esse objetivo seria realizado em 1945, quando os Estados Unidos lançaram bombas atômicas sobre Hiroshima e Nagasaki, trazendo um fim mortal e provocativo à guerra. ("Ai de mim", disse Einstein ao ouvir as notícias). E ainda assim, o avanço de Chicago Pile-1, apelidado de CP-1, representou mais que um passo em direção a um maior poder militar para os EUA. capacidade de explorar os próprios corações dos átomos como combustível.
Um dos legados mais óbvios do experimento CP-1 é o crescimento da indústria de energia nuclear, que o físico Enrico Fermi foi instrumental no arranque após o seu tempo com o disfarçado equipamento de pesquisa de Chicago. "Fermi realmente não tinha interesse em armas a longo prazo", diz Isaacs. “Ele fez, claro, trabalhar no Projeto Manhattan e foi totalmente dedicado - mas quando a guerra acabou, ele continuou a construir reatores, com a ideia de que eles seriam usados para uso civil, para geração de energia.”
"Energia Nuclear", de Henry Moore, vista de lado. No fundo aparece a cúpula da Biblioteca Joe e Rika Mansueto. (Universidade de Chicago) Isaacs observa que a fissão controlada demonstrada com CP-1 também abriu o caminho para a incorporação da tecnologia nuclear na medicina (pense em raios-x, tomografia computadorizada, e outras ferramentas de diagnóstico, bem como terapias contra o câncer) e agricultura (Isaacs cita como um exemplo, um esforço contínuo para diversificar geneticamente as bananas através da irradiação tática de seus genes). No entanto, um dos impactos de maior escala do CP-1 foi na prática da própria ciência.
"Se você pensar sobre o que aconteceu apenas após a guerra", diz Isaacs, "algumas das primeiras coisas que foram criadas foram as agências federais que financiam pesquisas neste país: a Comissão de Energia Atômica, que agora é chamada de Departamento de Energia, e anos mais tarde, os Institutos Nacionais de Saúde e a National Science Foundation. ”Essas agências surgiram após o sucesso do CP-1 e o Projeto Manhattan abrindo o caminho para uma renovada fé pública em ciência e tecnologia.
A colaboração científica de “dream team” do prestígio também ganhou destaque como resultado do esforço do CP-1. Isaacs vê a pesquisa de câncer intercolegial atual, por exemplo, como a extensão natural do modelo do Projeto Manhattan: reunir as mentes mais brilhantes de todo o país e deixar a mágica acontecer. Graças à internet, os pesquisadores modernos muitas vezes compartilham dados e hipóteses digitalmente em vez de fisicamente, mas a ideação e a prototipagem rápida dos dias de pilha de Chicago estão muito bem.
O Stagg Field foi fechado em 1957, as arquibancadas que antes abrigavam o primeiro reator nuclear artificial do mundo foram sumariamente demolidas. O local é agora um quadrilátero cinza e humilde, rodeado por instalações de pesquisa e bibliotecas da universidade. No coração deste espaço aberto, uma escultura de bronze gritante com uma carapaça arredondada simboliza os avanços atômicos. Sua forma pode ser interpretada como um escudo protetor ou a crista de uma nuvem de cogumelo. Intitulado “Energia Nuclear”, a peça foi especialmente encomendada pelo escultor abstrato Henry Moore.
"Está se dissolvendo", Christine Mehring, da Universidade de Chicago, pergunta sobre a escultura enigmática de Moore, "ou está evoluindo?". No mundo nuclear que agora ocupamos, ao qual fomos entregues há 75 anos, essas questões parecem destinadas a nos assombrar para sempre.
