Chien-Shiung Wu: A mulher que quebrou a paridade

Durante o inverno de 1956 e até janeiro de 1957, num laboratório de criogenia do National Bureau of Standards, Chien-Shiung Wu arrefeceu uma amostra de cobalto-60 a quase zero absoluto, alinhou os núcleos com um campo magnético e contou os eletrões emitidos. Saíram mais eletrões contra a direção do spin nuclear do que a favor. A assimetria significava algo que nenhum físico esperava: uma partícula fundamental e a sua imagem especular nem sempre são idênticas, e o universo consegue distinguir a esquerda da direita. Dez meses depois, o Prémio Nobel da Física foi entregue aos dois teóricos que lhe sugeriram a investigação. O nome dela não estava lá.

A escola que o seu pai construiu

Wu nasceu a 31 de maio de 1912 em Liuhe, em Taicang, província de Jiangsu. O seu pai, Wu Zhong-Yi, era engenheiro e progressista social que fundou a escola Ming De para raparigas numa época em que educar as filhas ainda era um argumento que precisava de ser ganho. Wu recebeu lá a sua educação primária. A sua mãe, Fan Fu-Hua, era professora. Aos onze anos, tornou-se aluna interna na Escola Normal Feminina N.º 2 de Suzhou, tendo ficado em nono lugar entre cerca de dez mil candidatas.

Entrou na Universidade Central Nacional em 1930 com a intenção de estudar matemática, mas mudou para a física, participando em protestos estudantis pelo caminho. Licenciou-se em 1934, fez investigação no Instituto de Física da Academia Sínica e, em agosto de 1936, partiu para os Estados Unidos com a sua amiga, a química Dong Ruo-Fen.

Berkeley e a bomba

Em Berkeley, obteve o seu doutoramento em 1940 sob a orientação de Ernest Lawrence, trabalhando de perto com Emilio Segrè sobre decaimento beta e xénon radioativo. J. Robert Oppenheimer fez parte do seu comité de doutoramento e ficou impressionado com o seu domínio das secções transversais de absorção de neutrões. Luis Alvarez, de forma menos útil, chamou-lhe "a física experimental mais talentosa e bonita que já conheci". Casou-se com o físico Luke Chia-Liu Yuan a 30 de maio de 1942 na casa de Robert Millikan, deu aulas no Smith College e tornou-se a primeira mulher no corpo docente de física em Princeton, onde ensinou oficiais navais.

Em 1944, juntou-se aos Laboratórios de Materiais de Liga Substitutos em Columbia e ao Projeto Manhattan, trabalhando na difusão gasosa para o enriquecimento de urânio, construindo modelos de separação para a planta K-25 de Oak Ridge e refinando contadores Geiger. A sua contribuição mais consequente foi um conhecimento que ninguém mais possuía. Quando o Reator B em Hanford continuava a desligar-se misteriosamente, Enrico Fermi procurou-a: o seu trabalho de doutoramento não publicado sobre xénon-135 identificou-o como o veneno neutrónico responsável. Acredita-se que tenha sido a única pessoa chinesa no projeto. Mais tarde, distanciou-se do mesmo devido ao que chamou de resultado destrutivo.

Columbia: Decaimento beta e uma primazia esquecida

Wu permaneceu em Columbia durante o resto da sua carreira e, entre 1949 e 1963, realizou o trabalho meticuloso que colocou a teoria do decaimento beta de Fermi de 1934 numa base experimental sólida, atribuindo discordâncias anteriores a um artefacto de películas espessas de sulfato de cobre nos aparelhos de outros. O seu livro de texto de 1966 Beta Decay, escrito com Steven Moszkowski, tornou-se a referência padrão.

Em novembro de 1949, no subsolo do Pupin Hall, ela e o seu aluno de pós-graduação Irving Shaknov fizeram algo cuja importância demorou décadas a ser reconhecida. Usando cobalto-64 como fonte de positrões e dois detetores de raios gama construídos a partir de tubos fotomultiplicadores e cintiladores de antraceno, mediram a correlação angular dos pares de fotões produzidos pela aniquilação eletrão-positrão, mantendo um detetor fixo e configurando o outro em quatro ângulos azimutais ao longo de trinta horas contínuas de contagem. A assimetria medida de 2,04, contra uma teórica de 2,00, foi a primeira verificação experimental conclusiva do emaranhamento de fotões, quinze anos após o artigo de Einstein-Podolsky-Rosen. O Prémio Nobel da Física de 2022 foi atribuído por trabalhos construídos sobre essa fundação.

O prémio que não recebeu

Em 1956, Tsung-Dao Lee e Chen-Ning Yang propuseram que a paridade, a simetria assumida entre um processo e a sua imagem especular, poderia não ser conservada nas interações fracas. Era uma teoria que ninguém sabia como testar. Wu desenhou o teste, cancelando uma viagem planeada para o fazer, e realizou-o com uma equipa da Columbia e do National Bureau of Standards. O resultado foi inequívoco e reescreveu a imagem padrão da força fraca.

Lee e Yang levaram o Prémio Nobel de 1957. Wu não o partilhou. Foi nomeada repetidamente depois, por uma contagem pelo menos uma dúzia de vezes e por outra vinte e três vezes entre 1958 e 1974 por dezoito físicos diferentes, e nunca venceu. Lars Brink, ex-presidente do Comité Nobel da Física, disse que a sua experiência de paridade era de classe Nobel e descreveu o seu trabalho sobre paridade e emaranhamento como "duas joias numa caixa de pérolas". Brink também relatou que o próprio Yang disse que Wu deveria ter sido co-recipiente em 1957.

Primeira dama da física

Tornou-se cidadã americana em 1954, professora titular em 1952 como a primeira mulher no seu departamento, professora catedrática em 1958 e a primeira titular da cátedra Michael I. Pupin em 1973. Confirmou a hipótese da corrente vetorial conservada de Feynman e Gell-Mann em 1962-63, caçou o decaimento beta duplo numa mina de sal a seiscentos metros abaixo do Lago Erie, realizou testes de desigualdade de Bell com os seus alunos Leonard Kasday e John Ullman e aplicou a espectroscopia Mössbauer à estrutura molecular da anemia falciforme. Era chamada de Primeira Dama da Física, a Marie Curie chinesa e a Rainha da Pesquisa Nuclear; os seus alunos, que a achavam exigente, chamavam-lhe a Dama Dragão. Insistiu em ser tratada por Professora Wu, não Professora Yuan. Num simpósio no MIT em 1964, perguntou à sala se "os pequenos átomos e núcleos" têm "alguma preferência pelo tratamento masculino ou feminino".

Por que Chien-Shiung é chamada de génio

O génio de Wu é de um tipo que o público subvaloriza reflexivamente: é experimental. A teoria da paridade foi de Lee e Yang. O que Wu forneceu foi a questão muito mais difícil de como saber, e a resposta exigia polarizar núcleos de cobalto a temperaturas quase zero absoluto e manter todo o arranjo delicado estável o tempo suficiente para contar uma assimetria estatisticamente decisiva, numa época em que ninguém tinha feito nada comparável. Isso não é uma contribuição de técnico. É design, e design dessa qualidade é raro o suficiente para que o seu colega Herwig Schopper relatasse a regra de trabalho da profissão: "se a experiência foi feita por Wu, deve estar correta". Era, na avaliação da Physics Today, "conhecida pelos seus desenhos engenhosos e precisos" e estava "entre os experimentalistas mais importantes do seu tempo".

O contra-argumento honesto é que o salto conceptual de 1956 não foi dela, e que uma carreira de medições soberbas, por mais decisivas que sejam, situa-se de forma diferente na história da física de uma carreira teórica. Wu não propôs a violação da paridade; ela matou a alternativa. Mas a mesma acusação rebaixaria Michelson e Morley, e ignora 1949, onde a iniciativa intelectual foi inteiramente sua e quinze anos à frente da capacidade do campo em apreciá-la. A afirmação mais justa é que Wu foi um génio do aparelho e do teste decisivo, e que a falha do comité Nobel em reconhecê-lo é agora amplamente considerada como um dos seus erros mais graves.

Legado

Wu recebeu o Prémio Comstock em 1964 como a primeira mulher, a Medalha Nacional de Ciência em 1975 e o Prémio Wolf inaugural de Física em 1978. Foi a primeira mulher a presidir a Sociedade Americana de Física. O asteroide 2752 leva o seu nome, assim como uma rua no CERN, concedido apenas uma vez antes a uma mulher, Marie Curie. Morreu a 16 de fevereiro de 1997 em Nova Iorque após um AVC, aos oitenta e quatro anos, e as suas cinzas foram enterradas no pátio da escola Ming De em Liuhe, a escola que o seu pai construiu para que as raparigas pudessem aprender.