Edwin McMillan: O homem que nomeou o planeta a partir do elemento

Em maio de 1940, trabalhando num cíclotron de Berkeley que tinha sido construído principalmente para destruir átomos em vez de os construir, Edwin McMillan e o químico Philip Abelson isolaram uma substância que ninguém tinha visto antes: o primeiro elemento criado para lá do urânio na tabela periódica. Nomearam-no neptúnio, porque Neptuno é o planeta a seguir a Urano — uma pequena piada com consequências enormes, uma vez que abriu a era transurânica que em breve produziria o plutónio, o material no coração da bomba atómica.

A formação de um físico californiano

McMillan nasceu a 18 de setembro de 1907, em Redondo Beach, Califórnia, filho de um médico, e cresceu absorvendo a ciência quase por proximidade. Obteve o seu bacharelato e mestrado na Caltech em 1928 e 1929, depois foi para leste para o seu doutoramento em Princeton, concluído em 1932 sob a orientação de Edward Condon com uma tese sobre a deflexão de um feixe molecular num campo elétrico não uniforme — um trabalho de física precisa e repleto de instrumentos que antecipou o temperamento experimental que ele traria para Berkeley. Juntou-se ao Laboratório de Radiação da Universidade da Califórnia, em Berkeley, em 1932, e lá permaneceu, numa função ou noutra, durante o resto da sua carreira, subindo de instrutor em 1935 a professor catedrático em 1946 e, eventualmente, a diretor de todo o laboratório de 1958 a 1973.

O neptúnio e a fronteira transurânica

A descoberta do neptúnio respondeu a um enigma deixado pelas experiências anteriores de bombardeamento de urânio de Enrico Fermi, que tinham produzido misteriosos subprodutos radioativos que ninguém conseguia identificar. McMillan e Abelson publicaram o seu resultado, intitulado simplesmente "Elemento Radioativo 93", na Physical Review a 27 de maio de 1940. Não foi uma curiosidade isolada: a descoberta deu a Glenn Seaborg, que trabalhava no mesmo laboratório, a pista direta que produziu o plutónio mais tarde no mesmo ano. Por essa abertura conjunta dos elementos transurânicos, McMillan e Seaborg partilharam o Prémio Nobel da Química de 1951 "pelas suas descobertas na química dos elementos transurânicos". Outros trabalhos de laboratório de McMillan incluíram a identificação dos isótopos oxigénio-15 e berílio-10, este último notável por uma meia-vida de cerca de 1,39 milhões de anos.

Os anos de guerra e a bomba

A carreira de McMillan cruzou-se diretamente com o Projeto Manhattan. Ajudou a estabelecer as especificações técnicas para o novo laboratório em Los Alamos, recrutou pessoal científico, incluindo Richard Feynman e Robert Wilson, e serviu como subchefe do esforço para desenvolver uma arma nuclear do tipo canhão antes de mudar para o trabalho de design de implosão. Esteve presente no teste Trinity a 16 de julho de 1945, observando a primeira detonação de um dispositivo construído com base na física que ele próprio ajudou a tornar possível. Era uma posição estranha para um homem cuja descoberta emblemática, apenas cinco anos antes, tinha sido enquadrada publicamente como uma questão de pura curiosidade científica sobre a tabela periódica.

A invenção do sincrotrão

A segunda maior contribuição de McMillan surgiu no mesmo ano que o Trinity. Em 1945, desenvolveu o princípio da "estabilidade de fase", um método para cronometrar os campos elétricos de aceleração num acelerador de partículas de modo a que as partículas que chegam ligeiramente mais cedo ou mais tarde sejam automaticamente empurradas de volta para a sincronia. O insight tornou possível a construção de sincrotrões e sincrociclotrões capazes de atingir energias muito mais elevadas do que os cíclotrons anteriores, cujas partículas perdiam o ritmo com o campo de aceleração à medida que se aproximavam da velocidade da luz. O físico soviético Vladimir Veksler tinha publicado uma ideia muito semelhante em 1944, e os dois homens — que desenvolveram o conceito independentemente, em lados opostos de uma fronteira fechada durante a guerra — partilharam o Prémio Átomos para a Paz de 1963 em reconhecimento disso.

Carreira posterior e honras

McMillan continuou a dirigir o Laboratório de Radiação de Berkeley (mais tarde Laboratório Lawrence Berkeley) durante quinze anos, presidiu à Academia Nacional de Ciências de 1968 a 1971 e até trabalhou no CERN após a sua reforma formal, contribuindo para experiências sobre o momento magnético do muão em 1974 e 1975. Detinha nove patentes nos EUA, incluindo a do próprio sincrociclotrão, e recebeu a Medalha Nacional de Ciência em 1990, um ano antes da sua morte. Casou-se com Elsie Walford Blumer em 1941; os seus três filhos sobreviveram-lhe. Sofreu um AVC em 1984 e faleceu a 7 de setembro de 1991, em El Cerrito, Califórnia, devido a complicações de diabetes. A sua medalha do Nobel encontra-se no Museu Nacional de História Americana do Smithsonian.

Por que Edwin é chamado de génio

A pretensão de génio de McMillan é mais a de um artesão do que a de um visionário: ele não estava à procura de uma grande unificação ou de uma nova teoria da matéria, ele estava a resolver problemas instrumentais concretos — como manter as partículas em sincronia à medida que se aproximam da velocidade da luz, como identificar um sinal radioativo ténue enterrado nos detritos de um cíclotron — e cada solução acabava por reordenar um campo. A citação do comité do Nobel foi para uma descoberta específica, não para um conjunto de teorias, e os historiadores da física geralmente atribuíram-lhe um julgamento experimental meticuloso e exigente, em vez de uma originalidade conceptual arrebatadora. O contra-argumento honesto a qualquer rótulo de "génio" é que ambos os seus feitos emblemáticos tiveram rivais próximos e simultâneos: Abelson partilhou o crédito total pelo neptúnio e Veksler chegou à estabilidade de fase independentemente quase ao mesmo tempo, o que sugere que as ideias estavam, num certo sentido, prontas para serem encontradas por qualquer experimentalista suficientemente cuidadoso que trabalhasse no mesmo problema. O que é inegável é a densidade de resultados consequentes e verificáveis que McMillan produziu ao longo de quatro décadas na mesma bancada de laboratório, e a disciplina necessária para transformar dois enigmas físicos totalmente diferentes — química nuclear e aceleração de partículas — em máquinas funcionais dentro do mesmo período de cinco anos.

Legado

Todos os sincrotrões modernos, desde os aceleradores hospitalares para tratamento do cancro até aos anéis de reforço do Grande Colisor de Hadrões, descendem do insight de estabilidade de fase de McMillan, e a descoberta do neptúnio continua a ser o capítulo inicial da química transurânica que define a ciência nuclear hoje em dia. O seu sobrinho, o físico John Clauser, ganharia mais tarde o seu próprio Prémio Nobel da Física em 2022, estendendo um fio familiar de rigor experimental através de gerações.