A datação por carbono 14

O carbono (C) é um elemento muito abundante, importante e presente em todos os seres vivos. O tipo de carbono mais frequente na natureza possui 6 prótons e 6 nêutrons e é chamado de carbono-12. Ele representa cerca de 99% do carbono da atmosfera da Terra. Outra forma (isótopo) é o carbono-14 (com 6 prótons e 8 nêutrons), que ocorre em quantidades muito pequenas. Ambos isótopos de carbono estão presentes nas moléculas de CO2 (gás carbônico) da atmosfera terrestre. O CO2 atmosférico é absorvido pelas plantas, as quais, por meio da fotossíntese e por outros processos, produzem moléculas orgânicas contendo carbono. Os animais ao ingerirem as plantas também adquirem os dois isótopos de carbono presentes nas moléculas orgânicas das plantas. O carbono-14 é continuamente formado na atmosfera e as plantas e animais estão a todo momento reciclando esse carbono.

Ao contrário do carbono-12, o carbono-14 é instável e emite radiação. Quando uma planta ou animal estão vivos, o nível de carbono-14 é constante. No entanto, após as suas mortes eles param de trocar carbono com o ambiente e, a partir daí, a quantidade de carbono-14 que eles contêm começa a diminuir por decaimento radioativo. Quando o isótopo de carbono-14 decai, ele se transforma em nitrogênio-14 (N-14), pela emissão de uma partícula beta (β). Nesse processo, um nêutron é convertido em próton, elétron e antineutrino (ver figura à esquerda).

O isótopo de carbono-14 tem um tempo de meia vida (isto é, o tempo necessário para que se reduza pela metade) de 5.730 anos. Dessa forma, pode-se estimar a idade de um fóssil ou qualquer tipo de material orgânico.

A técnica do carbono-14 é limitada, pois conforme esse elemento vai decaindo, chega um determinado momento que a sua massa se torna muito pequena, sendo difícil de ser quantificada. As datas mais antigas que podem ser medidas com segurança por esse processo são de aproximadamente 50.000 anos atrás. Por isso, a datação de fósseis mais antigos - como os dinossauros - são feitas por outro método, utilizando a datação das rochas associadas. 

As forças fundamentais da natureza

Até o momento são reconhecidas quatro forças fundamentais da natureza. Duas delas são constatadas facilmente, ao passo que as outras agem dentro dos núcleos de átomos, sendo pouco familiar a maioria das pessoas. 

Força gravitacional – É a força que nos mantém presos a Terra, os planetas orbitando ao redor do Sol e a nossa galáxia unida. É a mais fraca das forças.

Força eletromagnética – Ela pode ser atrativa ou repulsiva. Permite a ligação entre os elétrons e os núcleos atômicos, assim como a união dos átomos para formar as moléculas e a matéria. A emissão e absorção de luz e outras formas de radiação estão relacionadas à força eletromagnética. É muito mais intensa que a gravitacional.

Força fraca – É a força que produz instabilidade em certos núcleos atômicos. Ela é a responsável pela emissão de elétrons por parte do núcleo de algumas substâncias radioativas, num processo denominado decaimento beta. Sua intensidade é menor que a da força eletromagnética. 

Força forte – É a responsável pela coesão do núcleo do átomo. Proporciona a atração entre prótons e nêutrons no núcleo atômico. É extremamente intensa e a interação mais forte de todas as forças.

Quinta força? Especula-se ainda a existência de uma quinta força!

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Planck, o Messias da física quântica

Se os físicos escrevessem a história, estaríamos agora no segundo século da nossa era, especificamente o ano 105 de Planck, o físico alemão que mudou a nossa visão do mundo quando lançou a pedra angular da teoria quântica no ano de 1900 (da era cristã. ) E incrivelmente, alguns dos seus professores recomendaram que ele se dedicasse à matemática, pois a física não tinha futuro.

Quando Max Planck (1858-1947) entrou na universidade, parecia que no campo da física tudo já tinha sido descoberto. No final do século XIX, os físicos compreendiam muito bem o movimento, matéria, energia, calor, eletromagnetismo e luz quando eram considerados separadamente, mas a forma como se relacionavam uns com os outros era menos clara. Por exemplo, os físicos tiveram dificuldade em explicar a forma como os corpos quentes irradiam energia.

Embora o corpo humano emita radiação infravermelha, não é quente o suficiente para emitir luz visível; no entanto, o Sol ou uma unha vermelha-quente certamente é. Se a unha for aquecida ainda mais, sua luz será predominantemente laranja, amarela, verde, azul e violeta. Isto não era maneira de encaixar esta observação com qualquer fórmula construída de acordo com as regras da física clássica, e assim, aos 42 anos, Planck decidiu saltar estas regras e puxou da sua manga um número fixo contendo 34 zeros, que ele introduziu entre os desconhecidos em seu equações. No início, ele usou este pequeno número apenas porque lhe permitiu resolver o problema, mas meses depois ele percebeu o que significava. Ele descobriu que a radiação não era um fluxo constante de energia, mas sim que a energia é irradiada e absorvida em pequenas porções indivisíveis, que ele chamou de quanta. Isso soou tão ridículo como se alguém pressionando uma tecla num teclado de um órgão ouvisse um som intermitente e agitado

Planck era um bom músico. Os concertos que deu na sua casa em Berlim serviram como um local de encontro pacífico para cientistas, teólogos, filósofos e linguistas dedicados. Virar este mundo intelectual de cabeça para baixo foi a coisa mais distante da sua mente; de facto, Planck foi o primeiro a desconfiar da sua teoria quântica e tentou arduamente livrar-se desse pequeno número (e das suas implicações revolucionárias), que agora chamamos de constante de Planck. Mas ele falhou e a sua teoria mudou a física para sempre, pelo qual recebeu o Prémio Nobel em 1918. Também não poderia impedir os nazis, que chegaram ao poder na década de 1930, de controlarem e utilizarem a Sociedade Alemã de Ciências para os seus interesses belicosos, uma organização presidida por Planck. Portanto, ele se demitiu. Ele resistiu a viver na Alemanha até o fim da Segunda Guerra Mundial, apesar de perder todas as suas notas científicas num atentado e de ter executado o seu filho, acusado de conspirar para assassinar Hitler.

Apesar de alguma resistência inicial, primeiro Einstein e depois muitos outros cientistas adotaram as ideias quânticas de Planck para explicar que as ondas de luz às vezes se comportam como um fluxo de partículas, e que os elétrons que giram em torno dos átomos são simultaneamente partículas e ondas; ou para descobrir que existem mais formas de produzir luz do que queimando algo ou aquecendo um metal. Os benefícios foram enormes: tubos fluorescentes, lasers, eletrônicos...

Graças a Planck e à sua teoria quântica, a física poderia agora ser aplicada ao infinitamente pequeno, mas em troca tornou-se algo além da nossa imaginação; um elétron ocupa todos os pontos de sua órbita simultaneamente, pode saltar para outra órbita sem passar por nenhum ponto intermediário e seu caminho é imprevisível, ao contrário de um objeto em movimento, como uma bala. Pelo menos a física clássica continuou a ser útil para as coisas que podemos ver com os nossos próprios olhos. Como Niels Bohr, o primeiro a usar a teoria quântica para descrever o átomo, disse famosamente: "Se nada disto te parece chocante, então não o compreendeste.

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1918/planck-bio.html

https://www.bbvaopenmind.com/en/max-planck-the-messiah-of-quantum-physics/ 

http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Planck.html