Princípio de Pauli, spin, efeito túnel e elétrons livres

3.b.2.b) Elétrons e estrutura do átomo?

No apartado das Partículas Fundamentais instáveis com massa definimos um novo tipo de partículas, denominadas ondóns, que participam da natureza material da massa e da natureza de onda em diversos momentos da sua existência. Também se disse que os elétrons eram um caso particular de ondóns, têm massa mas se o núcleo atômico adquire ou perde energia altera-se o ponto de equilíbrio que os gerava.

A natureza mista dos elétrons é independente da propriedade dual da matéria, inicialmente introduzida por De Broglie em 1924, que se refere a um aspecto diferente. Da mesma forma, a referida dualidade da matéria é diferente do mal denominado comportamento dual da luz, como se comentou em apartados anteriores deste livro.

Por outras palavras, os elétrons na nova estrutura do átomo da Mecânica Global não desaparecem e aparecem por magia ou vão e vêm a outras dimensões, como parecem indicar as expressões da Mecânica Quântica atual.

Recordemos que, para além da configuração eletrônica, há elementos do átomo num núcleo de prótons e nêutrons (partículas com massa ou matéria comprimida) que possui a maioria da massa, como determinou o modelo de Rutherford em 1911 com a sua experiência da lâmina de ouro. Rutherford fixou o rádio do átomo em aproximadamente 10.000 vezes o do seu núcleo.

A novidade fundamental da Mecânica Global em relação aos elementos e estrutura do átomo e ao que são os elétrons é que configura os elétrons como resultado do campo eletromagnético e como relaxadores da tensão transversal do referido campo em contraposição à afirmação da Mecânica Quântica de que os elétrons em movimento geram um campo eletromagnético. Embora este também é verdadeiro.

Talvez pareça uma mudança filosófica, mas efeito-causa e causa-efeito não são a mesma coisa e muito menos causa-causa como propõe grande parte da Mecânica Quântica atual.

Em qualquer caso, espero que as novas características dos elementos do átomo e a sua configuração eletrônica ajudem a conhecer com maior exatidão o que são os elétrons, o seu significado, as suas órbitas e as dos restantes ondóns da estrutura atômica.

O ponto de equilíbrio em que existem os elétrons é um equilíbrio dinâmico; mas, para além disso, a dinâmica ou movimento dos elétrons na estrutura do átomo responde a diversas causas e manifesta comportamentos diferentes.

Vejamos algumas características adicionais da estrutura do átomo e, em especial, da sua configuração eletrônica. Em primeiro lugar examinaremos o movimento dos elétrons dentro de uma órbita qualquer e posteriormente tanto as razões pelas que mudam de órbita como a forma como o fazem.

• As órbitas dinâmicas dos elétrons.

  A mudança mais relevante da configuração eletrônica do novo modelo atômico é, sem dúvida, a forma e significado das órbitas dos elétrons.

  A estrutura atômica de Rutherford configurava as órbitas dos elétrons como circulares e elípticas, a teoria atômica de Bohr supõe que são circulares, o modelo de Sommerfeld acrescenta subníveis, descarta as órbitas circulares e inclui a relatividade. No final, o modelo atual de Schrodinger muda a filosofia sobre as órbitas atômicas e define zonas de probabilidade de encontrar um elétron na estrutura espacial do átomo.

  

  A configuração eletrônica da estrutura atômica segundo a Mecânica Global também aceita as zonas de localização espacial das cargas negativas em redor do núcleo ou elétrons, que pertencem ao tipo de partículas elementares denominadas ondóns. Os elétrons têm órbitas elipsoides não fixas apesar de serem estáveis. Consequentemente, as órbitas representam os pontos pelos que se deslocam os elétrons enquanto participam da natureza da massa, ou seja, quando como ondóns que são têm a característica do quebro do Éter Global da massa e não a de onda eletromagnética.

  As órbitas dos elétrons são dinâmicas, elipsoides, não necessariamente em redor do núcleo atômico e correspondem a pontos especiais em que a força resultante da tensão eletromagnética ou de torção e a tensão da curvatura longitudinal ou gravitacional clássica é nula. Ou, melhor dizendo, se anula com o movimento dos elétrons, vibração do núcleo do átomo e o meio-novelo, loops ou caracolitos que configuram os elétrons.

  O ondón girará porque o giro em si mesmo neutraliza –é uma consequência de– a força de torção residual ou diferencial de potencial gravito-magnética residual depois da energia elástica de torção neutralizada com o meio-novelo da massa do próprio elétron.

  As órbitas da configuração eletrônica serão dinâmicas ou terão forma de nuvem, como o modelo de átomo de Schrodinger de 1926 pela vibração do núcleo atômico. A vibração do núcleo atômico deve-se a que a distribuição de forças elásticas de torção e de tensão da curvatura longitudinal não é uniforme nem pode ter simetria radial pura; como a força da gravidade considerada isoladamente e em distâncias maiores que as atômicas.

  Pela mesma razão, as órbitas da configuração eletrônica no novo modelo de átomo também serão elipsoides. A figura elipsoide não terá porque estar num plano do espaço, será sim uma elipsoide tridimensional e também não terá porque estar situado no núcleo do átomo dentro da nuvem orbital assim definida.

  Já na estrutura do átomo de Schroedinger vê-se que as zonas de movimento não são sempre órbitas em redor do núcleo. Ainda que as órbitas dos elétrons possam ser circulares ou elípticas não o serão sempre, com caráter geral pode dizer-se que são elipsoides.

  Vejamos com atenção porque é que o movimento dos elétrons dentro de uma órbita responde à energia eletromagnética não relaxada pelo meio-novelo ou caracolitos que os formam.

  • A dança dos Ondóns (The dance of the Wavons)

    A massa do elétron depende da energia elástica armazenada. Com uma perspectiva espacial, a energia dos elétrons será equivalente à energia elástica neutralizada e dependerá do limite físico para produzir-se um loop ou novelo do Éter Global e da sua velocidade orbital.

    Agora, a neutralização pelo movimento dos ondóns na estrutura do átomo consegue-se com cada volta completa, ou seja, só serem admissíveis as frequências orbitais que neutralizem ou relaxem as forças de torção. Ao mesmo tempo, a velocidade dos elétrons será igual àquela que neutraliza as forças anteriores, pois é causada pelas mesmas. Algo parecido a quando queremos tocar alguma coisa com a mão e essa coisa se move na mesma direção e à mesma velocidade que a nossa mão, a nossa força ou intenção de toque ficará neutralizada.

    Não sei se sou eu ou se realmente é difícil explicar os elementos da nova estrutura atômica ou as duas coisas, vou tentar de outra forma.

    Na figura holhológica aparecem umas mãos segurando pelos extremos uma barra de poliuretano com torção, se se faz um movimento com as mãos, tipo bicicleta, no mesmo sentido das forças de torção ou tensão transversal de giro, a tensão nos extremos da barra seguros com as mãos não variará de forma significativa. Mas se se faz no sentido contrário, pela reação elástica da barra, a tensão nas mãos desaparece ao chegar a certa velocidade de giro, a única coisa que há a fazer é deixar levar as duas mãos.

    

    A tensão produz uma força elástica que tende a mover as mãos, mas se as mãos retrocedem com a mesma velocidade com que o fariam por efeito das forças elásticas de torção, essas forças elásticas deixam de se notar; ou seja, a partir desse ponto não existem. A este mecanismo de relaxamento elástico na estrutura do átomo devemos propor-lhe um nome para futuras referencias. Gostei de dança dos ondóns.

    Os pontos pelos que se movem os elétrons na sua dança não serão órbitas sobre o núcleo, irão fazê-lo antes sobre um eixo de simetria que, por sua vez, pode ser móvel em função dos jogos de forças elásticas existentes.

• Configuração eletrônica e Princípio de Pauli.

  Os elétrons não precisam percorrer toda a órbita, mas cada um dos dois elétrons do mesmo estado estará em uma viagem de ida e volta em parte da órbita; isto será devido à vibração do átomo pelo jogo das elasticidades do Éter Global quando o átomo tem o movimento restrito por qualquer razão, como no caso de ser parte de moléculas. Basta lembrar que o elétron existe nos pontos de equilíbrio das forças elásticas e depende da situação do núcleo do átomo em relação ao seu ambiente.

  Uma ideia intuitiva do Princípio de Pauli pode ser obtida com o seguinte exemplo sobre a resistência a deformações em uma bola de plástico duro.

  • Simples experimento de física.

    Se dermos um chute na bola nada vai acontecer, mas se for muito forte pode produzir uma fenda na bola na forma de segmento laranja mais ou menos grande.

    Agora, se continuássemos com chutes para toda a bola e mais fortes a cada vez, descobriríamos que a próxima fatia de laranja apareceria nos antípodas da primeira e com a mesma orientação. Depois, mais dois serão produzidos no plano perpendicular aos anteriores. Finalmente, mais quatro nos espaços intermediários.

    

    Naturalmente, tudo depende das elasticidades do plástico, e acredito que, se adequadamente definido de uma maneira matemática, poderia ser demonstrado e generalizado que sob certas condições o resultado seria sempre o mesmo.

    Então, o Princípio de Pauli deixaria de ser um princípio e se tornaria uma lei física baseada em um teorema matemático representando certas condições.

    Estando já no átomo, se a diferença de tensão dos filamentos entre o núcleo atômico e o exterior do átomo aumenta porque é um átomo com maior número de prótons, a tensão dos fios irá adicionar elétrons em uma zona mais externa. Deve-se ter em mente que a tensão da curvatura longitudinal (diferente da transversal) diminui com a distância ao núcleo atômico.

    Além disso, existem elétrons que são formados anteriormente em certos lugares de níveis mais altos que suportam mais tensão do que outros mais internos devido à geometria espacial das elasticidades.

    Para uma análise formal, consulte a página da Wikipédia sobre configuração eletrônica. ** Existem muitas regras práticas, como a regra s + d + n, o princípio Aufbau, e também exceções.

• Spin de elétrons e momento angular orbital.

  A confirmação da existência do Spin do elétron veio do experimento de Stern-Gerlach e da chamada estrutura fina das linhas do espectro de hidrogênio.

  A configuração eletrônica indicada acima é consistente com o Princípio de Pauli, a existência do Spin ou momento angular intrínseco dos elétrons e a interação Spin-órbita –como a estrutura fina do hidrogênio. Veja a página HyperPhysics ** no Spin eletrônico.

  

  O sinal do Spin parece dever-se simplesmente ao fato de o momento angular orbital ter o mesmo sentido que o momento magnético do elétron devido ao Spin, ou se é contrário a ele. Consequentemente, os valores positivos e negativos do Spin serão devidos à interação Spin-orbita.

  Exemplos da relação entre Spin e momentum linear são os isolantes topológicos onde ocorre o bloqueio de Spin-impulso.

  De outra perspectiva, a origem do Spin certamente estará relacionada à barreira energética de estabilidade que ocorre na criação de elétrons, que sem dúvida pertence à natureza intrínseca do elétron, e que possivelmente está ligada à criação de certos neutrinos.

• Efeito túnel ou salto entre órbitas dos elétrons.

  Se o núcleo do átomo adquire energia por absorver um fóton, mudará a estrutura do campo gravito-magnético gerado e, portanto, os pontos de equilíbrio em que os elétrons podem existir e mover-se. Assim, quando o desequilíbrio é maior do que a barreira de energia de estabilidade de eléctrones, a massa dos eléctrones é transformada em energia eletromagnética até que se voltam a gerar o meio-novelo ou caracolitos que compõem a massa do elétron, implicando um novo ponto de equilíbrio orbital.

  Por isso, o movimento dos elétrons entre órbitas não se pode seguir e fala-se de saltos dos elétrons entre órbitas da estrutura do átomo e de movimento de nuvens de elétrons.

  Esta natureza mista dos elétrons é também a base de uma possível explicação do efeito túnel e da experiência de Young ou dupla ranhura realizada com elétrons.

• Elétrons livres e ligações moleculares

  Os elétrons também se podem criar entre distintos átomos formando ligações covalentes, iônicos ou metálicos.

  Além disso se movem como as partículas subatômicas estáveis com massa mediante o seu deslizamento como um nó corredio no vazio clássico ou estrutura reticular da matéria ou Éter Global.

  Nestes casos denominam-se elétrons livres, por poder abandonar o espaço do átomo ou da molécula. Visto desde a perspectiva da Mecânica Global, o que aconteceu é que as variações de energia do núcleo do átomo produzem mudanças em localização espacial dos pontos de relaxação da torção transversal do Éter Global ou que não seja necessária essa relaxação.

  Da mesma forma, o movimento dos elétrons no espaço exterior ou vazio clássico mostra que tem certa estabilidade, pelo que deve existir uma barreira energética –mínimo de energia– para que o elétron se desfaça em fótons. Além disso, os elétrons podem ser mais estáveis quanto maior for a energia cinética.

  A estabilidade do elétron afetará a configuração dos orbitais no átomo, pois atrasará os ajustamentos clássicos do conjunto, poderia dizer-se que esta característica dos elétrons contribui para uma maior margem espacial da forma esferoide das orbitas eletrônicas.

  • Experiência simples de física.

    No exemplo do nó corredio com um cabelo vê-se a facilidade de deslocação desse nó.

    Agora, para o caso dos elétrons, pensemos que o nó corredio é meio nó e se produz porque se quebra uma palhinha de uma bebida refrescante.

    

    Intuitivamente podemos ver que isso só se produz a partir de um mínimo de energia de giro transversal sobre essa palhinha, caso contrário a palhinha manterá a sua forma cilíndrica.

    Os elétrons ou quebra da palhinha de plástico no nosso exemplo terão a mesma resistência a desaparecer que teve a palhinha a formar-se.

  Por outro lado, acabamos de descobrir outra das possíveis características dos filamentos do Éter Global, ou seja, terão natureza tabular ainda que não seja totalmente homogênea devido aos vértices das células cúbicas da rede tridimensional.

  Como sabemos pelo efeito fotoelétrico, o elétron terá maior velocidade e maior energia cinética quanto maior for a energia do fóton absorvido pelo átomo a partir de um mínimo de energia necessário, sem o qual nenhum elétron é emitido por muito que aumentemos a intensidade da radiação.

  Uma experiência recente nos limites do efeito fotoelétrico realizada por cientistas alemães mostra que um fóton absorvido pode provocar a expulsão de mais de um elétron; por outras palavras, parece que neste caso o fóton é absorvido pelo núcleo do átomo e não do elétron.