Pesquisa Científica: Por que ouro brilha? Resposta envolve física quântica e relatividade de Einstein

quinta-feira, 16 de janeiro de 2025

Por que ouro brilha? Resposta envolve física quântica e relatividade de Einstein

Caros Leitores;

(Imagem: pamas/Shutterstock)

Além do seu valor enquanto moeda, o ouro caiu nas graças dos humanos por conta do seu brilho único. Mas por que ele brilha desse jeito tão encantador? A resposta envolve física quântica. E uma pitada da Teoria da Relatividade Geral, matutada pelo físico teórico Albert Einstein.

Em tese, prata e ouro são mais parecidos do que você imagina. Não à toa, “a diferença química entre prata e ouro recebeu muita atenção ao longo da história [da área]”, diz um artigo publicado em 1979. Segundo o texto, a diferença “parece ser, principalmente, um efeito relativístico“.

Ouro e prata são quimicamente parecidos, mas ‘efeito relativístico’ afeta brilhos

Quimicamente, o ouro tem semelhanças estruturais com a prata devido a dois fatores:

Presença de um elétron na camada de valência;
Ambos pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica.

Ouro e prata tem semelhanças estruturas – quimicamente falando, pelo menos (Imagem: VladKK/Shutterstock)

No entanto, o ouro é menos reativo que a prata. Foi essa diferença química que intrigou cientistas por tantas décadas. Para começar a entender o tal “efeito relativístico”, você precisa saber o seguinte:

O núcleo do ouro, com seus 79 prótons, atrai os elétrons das camadas internas com grande intensidade;
Para evitar o colapso, esses elétrons precisam se mover a velocidades relativísticas (próximas a metade da velocidade da luz);
Ao se moverem a essa velocidade, os elétrons ganham massa efetiva e contraem suas órbitas.

Ouro reflete a luz de um jeito diferente da prata, daí seu brilho dourado fascinante (Imagem: Kaizen Digital/Shutterstock)

A contração relativística afeta as duas camadas mais externas de elétrons. Isso as aproxima ligeiramente, o que reduz a energia necessária para que um elétron alcance um estado de energia mais alto ao atingir fótons. Essa característica diferencia o comportamento óptico do ouro em comparação à prata.

Na prata: energia para excitar os elétrons está na faixa ultravioleta (reflete toda a luz visível e confere sua aparência prateada);
No ouro: energia necessária é menor e dentro do espectro visível (absorve luz azul e reflete as demais cores).

Ao refletir as demais cores, o ouro combina tons vermelhos e verdes. Daí o brilho dourado tão fascinante. Para humanos, pelo menos.