Havia um mistério relativamente antigo. Ao iluminar uma chapa metálica, observava-se o surgimento de uma corrente elétrica, pois elétrons eram ejetados do metal. Algo realmente notável. E muito estranho. A este fenômeno foi dado o nome de efeito fotoelétrico, sendo foto proveniente de luz (em grego, “phos”), que por alguma razão gerava eletricidade. Ao se desligar a luz incidente, a corrente elétrica cessava.

O primeiro a observar tal fenômeno foi o físico alemão Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894) em 1887. Ao iluminar chapas metálicas com luz ultravioleta, notou o surgimento de descargas elétricas, ou seja, a ejeção de elétrons com geração de corrente elétrica.

A luz ultravioleta é bastante particular, e compõe o espectro solar. No entanto, ao mensurar que elétrons pululavam como pipoca, Hertz também percebeu que outras cores não promoviam o mesmo efeito, como por exemplo a luz vermelha.

Aplicações deste fenômeno existem aos montes. Por exemplo, os postes de luz são acionados quando anoitece por um sensor fotoelétrico que indica a ausência de luz solar, especificamente a ultravioleta, gerando corrente elétrica. O controle remoto de qualquer TV consiste num sensor fotoelétrico.

No seu artigo de 1905, mesmo ano em que publicou o famoso artigo da relatividade, o físico alemão Albert Einstein (1879 - 1955) se debruçou sobre o intrigante problema da luz que gerava eletricidade. E sugeriu que a luz, na forma de onda, somente poderia atuar colidindo com um elétron se fosse possível considerá-la uma partícula. Era isto que quis dizer com “heurística” no título de seu artigo.

“Eureca” significa achei em grego. Ao assumir que a luz, enquanto onda, interagia com um elétron (matéria), era como se um objeto colidisse com outro, como bolas num bilhar. A luz teria então uma característica de fóton, uma partícula. Doutro modo, não fazia muito sentido. Esta foi uma grande ideia para explicar o fenômeno fotoelétrico, típica de Einstein. Porém, contraintuitiva.

O que realmente deu um nó foi assumir a dualidade onda-matéria. Uma coisa passou a ser outra coisa. Se a luz podia virar um objeto, então um elétron, enquanto partícula, podia tornar-se onda?

A resposta, primeiro para Einstein, e depois para os outros cientistas, era SIM. A luz poderia ser concebida como pacotinhos de energia. Cada pacote era um quantum (quantidade em grego), e vários pacotinhos seriam quanta (plural de quantum).

Foi então possível distinguir pacotinhos de luz vermelha, com fótons de pouca energia, de pacotinhos de luz ultravioleta, mais energéticos. Os elétrons requerem uma energia exata, uma determinada quantidade de energia, para serem ejetados, e assim promover a corrente elétrica num metal iluminado.

No entanto, a proposta einsteiniana do comportamento dual da luz foi completamente rechaçada no inicio. Somente após 14 anos, em 1919, os cientistas começaram a aceitar a ideia de que uma partícula poderia ser vista como onda, e vice-versa. Dois anos depois, Einstein foi premiado com o Nobel.

E, SIM, elétrons, enquanto partículas, poderiam ser vistos como ondas em alguns experimentos. Tanto é que recebiam o nome de raios catódicos, sendo raio uma característica ondulatória, e não corpuscular. Isto parece soar contraditório a princípio, mas consiste exatamente na natureza dos objetos muito, muito pequenos, comprovados por Joseph John Thomson (1856 - 1940) em 1897. Thomson recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1906 por seus estudos de feixes de elétrons, a primeira partícula subatômica.

Com seu trabalho Einstein consolidou uma nova área da física, conhecida por quântica, e que domina praticamente todos os componentes eletroeletrônicos, de celulares a TVs e computadores. Recebeu o prêmio em 1921 por “suas contribuições para a física teórica e, especialmente, por sua descoberta da lei do efeito fotoelétrico.” Um trabalho excepcional e ao mesmo tempo presente no dia a dia, mas ainda hoje, após cem anos, pouco conhecido.