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Nove gotas de piche em quase um século de espera
Desde 1927, um funil na Universidade de Queensland pinga piche. O físico que cuidou dele por 52 anos nunca viu uma gota cair.
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O funil de piche de Queensland sob a redoma
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Em 1927, o físico Thomas Parnell, da Universidade de Queensland, em Brisbane, na Austrália, aqueceu um bloco de piche, despejou no funil lacrado e esperou. A primeira gota caiu em dezembro de 1938, onze anos depois.
O piche é o resíduo escuro e grudento que sobra da destilação do alcatrão e do petróleo, o material que por séculos vedou casco de navio. Na temperatura de uma sala, parece pedra. Uma martelada o parte em lascas de quina afiada.
Parnell queria mostrar aos alunos de física que a aparência engana. Um material que se estilhaça sob o martelo pode, com tempo suficiente, escorrer como mel num pote virado.
Ele deixou o piche assentar no funil por três anos. Em 1930, cortou a ponta do gargalo e liberou a saída. Depois, cobriu o conjunto com uma redoma e o guardou num armário do prédio de física.
A segunda gota caiu em fevereiro de 1947. Parnell faleceu em 1948 sem ter visto nenhuma das duas se soltar. Ninguém estava olhando nas duas ocasiões.
O funil passou anos esquecido no armário. Em 1961, o físico John Mainstone chegou ao departamento, encontrou o experimento e assumiu a guarda dele. Ficou no posto por 52 anos, até 2013.
Nesse meio século, caíram mais cinco gotas. Mainstone não viu nenhuma. Nem a câmera instalada para vigiar o funil conseguiu registrar a queda quando a oitava gota enfim se soltou.
Nas décadas seguintes, o funil virou atração do saguão. Estudantes passavam pela redoma a caminho da aula, olhavam a gota pendurada e seguiam em frente, certos de que ela ainda estaria ali na semana seguinte. Quase sempre estava.
A pergunta que o experimento responde é simples de fazer e difícil de aceitar: quão lento pode ser um líquido antes de parecer sólido? A seção seguinte mostra a conta que os físicos fizeram com as gotas.
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I O Mecanismo
Um sólido que escorre devagar
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Em 1984, os físicos R. Edgeworth, B. J. Dalton e Thomas Parnell, este último citado como autor original, publicaram no European Journal of Physics a conta que faltava. Usaram o peso das gotas caídas até ali e o tempo que cada uma levou para se formar.
O resultado saiu em viscosidade (a resistência de um fluido a escorrer). O piche de Queensland marcou cerca de 230 milhões de pascal-segundo, a unidade que mede essa resistência. A água, na mesma escala, fica perto de um milésimo.
A divisão dá algo em torno de 230 bilhões. Foi quanto o piche do funil se mostrou mais viscoso que a água, segundo o artigo de 1984. O mel de cozinha, para comparar, fica na casa de 10 pascal-segundo.
O piche do funil escorre de verdade: só leva anos para percorrer o que a água percorre num piscar de olhos. |
A explicação está nas moléculas. O piche é uma mistura de hidrocarbonetos grandes e emaranhados, cadeias longas de carbono e hidrogênio que se prendem umas nas outras. Para o material andar, cada molécula precisa se desvencilhar das vizinhas.
Numa pancada rápida, não há tempo para o desvencilho. As moléculas ficam presas na posição e o bloco reage como sólido: trinca e se parte. Numa força pequena e constante, como a gravidade puxando o piche para baixo, elas deslizam aos poucos.
O físico israelense Markus Reiner deu nome ao fenômeno em 1964, num artigo na revista Physics Today. Ele criou o número de Deborah (a razão entre o tempo que um material leva para se acomodar e o tempo de quem o observa).
O nome veio de um verso da Bíblia. No Livro dos Juízes, capítulo 5, a profetisa Débora canta que os montes escorreram diante do Senhor. Para Reiner, qualquer material flui se o observador tiver tempo suficiente; montanhas incluídas.
No funil de Queensland, cada gota segue o mesmo roteiro lento. O piche desce pelo gargalo, incha na ponta e forma um bulbo escuro. Durante anos, o bulbo engorda e um fio fino passa a ligá-lo ao funil.
A queda propriamente dita é rápida. Quando o fio afina o bastante, ele se rompe e a gota despenca no béquer (o copo de laboratório) em menos de um segundo. Todo o drama de uma década se resolve num instante.
As datas das nove gotas contam a história: 1938, 1947, 1954, 1962, 1970, 1979, 1988, 2000 e 2014. Até 1988, os intervalos ficaram perto de oito anos. Depois, esticaram para doze e treze.
O motivo foi o ar-condicionado. O prédio ganhou climatização no fim dos anos 1980, e o saguão ficou mais frio que o verão de Brisbane. O piche, sensível ao calor, passou a escorrer mais devagar.
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II Por que Importa
A gota que ninguém viu cair
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John Mainstone passou 52 anos atrás da queda que nunca presenciou, e as falhas viraram folclore do departamento. Em 1979, a sexta gota caiu num fim de semana em que ele estava longe do campus.
Em 1988, a sétima gota estava visivelmente prestes a cair. Mainstone vigiou o funil por dias. Saiu por alguns minutos para buscar uma bebida e, na volta, encontrou a gota já no béquer.
Para a oitava, a universidade montou uma câmera apontada para o funil, transmitindo imagens ao vivo. Em novembro de 2000, a gota caiu durante uma tempestade em Brisbane. A câmera falhou naquele intervalo e a gravação saiu vazia.
Mainstone faleceu em agosto de 2013, aos 78 anos, com a nona gota pendurada e quase pronta. Ela se soltou em abril de 2014, oito meses depois, quando o novo guardião, o físico Andrew White, trocava o béquer que já estava cheio.
Em quase um século, o funil de Queensland soltou nove gotas e nenhuma pessoa viu uma delas cair. |
A primeira queda filmada veio de outro funil. Em 1944, um pesquisador do Trinity College, em Dublin, na Irlanda, montou um experimento parecido, que ficou décadas esquecido numa prateleira.
Em 2013, físicos do Trinity retomaram o funil e ligaram uma câmera. Em 11 de julho daquele ano, a gota caiu diante da lente, e o vídeo correu o mundo como o primeiro registro de uma gota de piche em queda.
A importância do experimento vai além da curiosidade. Ele mostra que "sólido" e "líquido" dependem da escala de tempo de quem olha. O que parece rígido numa tarde pode ser fluido num século.
A geologia vive dessa ideia. O manto da Terra (a camada de rocha entre a crosta e o núcleo) é rocha quente que se move poucos centímetros por ano. Esse fluxo lento empurra as placas tectônicas, que abrem oceanos e levantam cordilheiras.
As geleiras seguem a mesma lógica. O gelo quebra sob a picareta, mas desce vales inteiros sob o próprio peso, em ritmo de metros por ano. É o piche de Parnell em versão congelada.
Para quem estuda materiais, o funil também ensina paciência de método. Parnell montou um experimento sabendo que não veria o resultado completo. A medição útil dependia de gerações de guardiões anotando datas.
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