Maria Göppert Mayer: A mulher não remunerada que decifrou o núcleo

Durante quase trinta anos, ela trabalhou sem salário. As universidades que ficavam felizes em ter seu marido na folha de pagamento invocavam regras contra o nepotismo para mantê-la fora dela, entregando-lhe uma mesa, um título de cortesia e nada mais. Em 1963, o comitê Nobel de Estocolmo deu-lhe uma parte do Prêmio de Física por descobertas sobre a estrutura de camadas nuclear — tornando-a apenas a segunda mulher a ganhá-lo, depois de Marie Curie em 1903, e a última por mais de cinquenta anos.

Uma infância em Göttingen

Ela foi a única filha de Friedrich Göppert, pediatra, e Maria Wolff. Nascida em 28 de junho de 1906 em Kattowitz — então alemã, hoje Katowice, na Polônia — ela tinha quatro anos quando a família se mudou para Göttingen, onde seu pai assumiu a cátedra de pediatria.

Seu pai, segundo seu próprio relato, foi o progenitor que a moldou: «Bem, meu pai era mais interessante», disse ela. «Afinal, ele era um cientista.» O conselho dele para ela ficou registrado em uma formulação direta: não cresça para ser mulher, o que significava não se contentar em ser apenas uma dona de casa. Ela frequentou a Höhere Technische em Göttingen e depois uma escola preparatória dirigida por sufragistas, e fez o Abitur aos dezessete anos, um ano antes. Do pequeno grupo de meninas que fizeram o exame junto com ela, todas passaram. Dos meninos, apenas um.

A tese que ninguém conseguia testar

Ela ingressou na Universidade de Göttingen em 1924 para estudar matemática, passou um ano em Cambridge e retornou. A física venceu. Seu doutorado, concluído em 1931, tratou da absorção de dois fótons por átomos — uma previsão três décadas à frente da tecnologia necessária para confirmá-la, já que apenas o laser tornou o efeito observável. Seus examinadores foram Max Born, James Franck e Adolf Windaus, todos os três futuros ganhadores do Nobel. Eugene Wigner chamou a tese mais tarde de «uma obra-prima de clareza e concreção». O elogio sobreviveu à obscuridade do artigo: a unidade que os físicos usam agora para medir as seções de choque de absorção de dois fótons é chamada de Goeppert Mayer.

Trinta anos sem salário

Em janeiro de 1930, casou-se com o químico americano Joseph Edward Mayer e o seguiu para Johns Hopkins, onde ele assumiu uma cátedra associada. Eles teriam dois filhos, Maria Ann e Peter Conrad. Johns Hopkins tinha regras rígidas contra a contratação de cônjuges de professores; ela recebeu um cargo de assistente com um salário nominal, um canto de escritório e acesso aos prédios. Ela os usou. Ela ensinou, e em 1935 publicou um artigo significativo sobre o decaimento beta duplo, um dos processos mais raros e difíceis de observar na natureza.

Quando Joseph foi demitido em 1937 — a hostilidade departamental em relação a uma mulher no prédio foi amplamente culpada — o casal mudou-se para Columbia, onde ela novamente recebeu um escritório e nenhum pagamento, e novamente produziu trabalho, desta vez na órbita de Harold Urey e Enrico Fermi. A American Physical Society a elegeu como Fellow em 1941. Foi em dezembro daquele ano, aos trinta e cinco anos, antes de ela ter seu primeiro cargo acadêmico pago: ensino de meio período no Sarah Lawrence College. Após Pearl Harbor, ela também assumiu as aulas de Fermi em Columbia — sem remuneração.

Os anos da bomba

Na primavera de 1942, ela ingressou nos laboratórios de Materiais de Liga Substitutos do Projeto Manhattan em Columbia, trabalhando na separação de urânio-235 e nas propriedades do hexafluoreto de urânio. Edward Teller então a atraiu para o Projeto Opacidade, uma investigação sobre como a matéria e a radiação se comportam nas temperaturas de uma explosão termonuclear, e em fevereiro de 1945 ela foi para Los Alamos para trabalhar no grupo de Teller, retornando a Nova York em julho. Seu veredito sobre o trabalho de opacidade foi caracteristicamente seco: «Não encontramos nada, e tivemos sorte».

Valsistas em um salão de baile

Em fevereiro de 1946, Joseph assumiu uma cátedra no Instituto de Estudos Nucleares da Universidade de Chicago. Ela foi nomeada professora associada voluntária — sem remuneração, novamente — e simultaneamente assumiu um trabalho de meio período como física sênior no recém-fundado Laboratório Nacional de Argonne. Sua frase de abertura em Argonne foi que ela não sabia nada sobre física nuclear. Ela então programou o ENIAC para executar cálculos de Monte Carlo da criticidade do reator.

O que ela notou nos dados foi que núcleos contendo 2, 8, 20, 28, 50, 82 ou 126 prótons ou nêutrons eram incomumente estáveis. Wigner chamou esses de números mágicos, e o nome pegou. Ela propôs que os núcleons, como os elétrons em um átomo, ocupam camadas de energia crescente, e que um núcleo com camadas completamente preenchidas é o firmemente ligado. O primeiro artigo expondo as evidências apareceu na Physical Review em agosto de 1948.

O mecanismo faltava até que Fermi, ao sair de seu escritório, perguntou se havia alguma evidência de acoplamento spin-órbita — de um spin de núcleon interagindo com seu movimento orbital. Ela viu imediatamente que essa era a chave que gerava exatamente aquela sequência de números. «Foi como um quebra-cabeça», disse ela. «Tudo ficou claro». Fermi, vendo-a explicar aquilo rapidamente, sorriu e saiu: «Amanhã, quando você estiver menos animada, pode me explicar».

Ela gostava de descrever o resultado como um salão de baile. Pense em uma sala cheia de valsistas, dizia ela, círculo dentro de círculo: você pode colocar o dobro de dançarinos se um par girar no sentido horário e outro no sentido anti-horário.

Na Alemanha, Otto Haxel, J. Hans D. Jensen e Hans Suess haviam chegado à mesma conclusão independentemente; o anúncio deles veio primeiro, em junho de 1949, embora a submissão dela tenha sido anterior, em fevereiro. Em vez de brigar por isso, ela e Jensen tornaram-se colaboradores e amigos, coautores de Elementary Theory of Nuclear Shell Structure em 1950. Treze anos depois, eles dividiram metade do Prêmio Nobel de Física de 1963; Wigner ficou com a outra metade.

Por que Maria é chamada de gênio

A qualidade em exibição em seu melhor trabalho é o reconhecimento de padrões operando sobre números que todos os outros podiam ver e ninguém mais conseguia ler. Os números mágicos não estavam escondidos; eles estavam em tabelas publicadas de estabilidade nuclear. O que ela forneceu foi a convicção de que uma lista de aparência irregular — 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126 — era a assinatura de uma estrutura, e então o aparato matemático para derivar aquela lista exata a partir do acoplamento spin-órbita em vez de falsificá-la. Sua tese de doutorado mostra o mesmo traço em um tom diferente: uma previsão correta de um efeito físico trinta anos antes de alguém conseguir medi-lo, o que Wigner julgou como «uma obra-prima de clareza e concreção».

O contraponto honesto tem duas partes. Primeiro, prioridade: Haxel, Jensen e Suess chegaram lá de forma independente e quase simultânea, o que é o sinal clássico de uma ideia cujo tempo havia chegado em vez de um salto que apenas uma mente poderia fazer. Segundo, a dica decisiva veio da pergunta de Fermi sobre o acoplamento spin-órbita — ela não gerou isso sozinha, embora tenha reconhecido em segundos o que significava, o que é um tipo de habilidade própria. Contra isso: ela fez esse trabalho sem ter nenhum cargo pago, em um campo em que havia entrado tarde, tendo aprendido física nuclear sozinha depois de dizer claramente que não sabia nada. Se a palavra gênio se encaixa ou não, essa combinação de persistência e velocidade de percepção é o que o comitê Nobel finalmente certificou.

Depois

Em 1960, com mais de cinquenta anos, ela finalmente foi nomeada professora titular na Universidade da Califórnia, San Diego. Um derrame logo após sua chegada não interrompeu seu ensino ou sua pesquisa. Ela morreu de um ataque cardíaco em San Diego em 20 de fevereiro de 1972, aos 65 anos.

Seu nome está agora ligado às coisas que por muito tempo lhe foram negadas: a unidade Goeppert Mayer em óptica, o prêmio da American Physical Society para mulheres físicas em início de carreira estabelecido em 1986, o Mayer Hall na UC San Diego, um prêmio em Argonne, uma cratera em Vênus, um lugar em 1996 no National Women's Hall of Fame e um selo postal dos EUA emitido em 2011.