Cada vez que acendemos uma lâmpada, olhamos para um ecrã ou sentimos o calor do Sol, estamos a assistir ao mesmo fenómeno em ação: a interação entre a luz e os eletrões. Essa relação invisível, presente em tudo o que vemos e tocamos, é uma das forças mais fundamentais do universo. É essa força que permite que a energia se transforme, que a matéria brilhe e que a tecnologia funcione.
Na física moderna, tanto a luz como os eletrões apresentam um comportamento curioso: são ao mesmo tempo partículas e ondas. A luz propaga-se como uma onda, mas quando interage com a matéria fá-lo em pacotes discretos de energia chamados fotões. Os eletrões, por sua vez, não giram em torno do núcleo do átomo, em vez disso distribuem-se em regiões difusas, onde apenas é possível falar de probabilidade de encontrar o eletrão naquela região do espaço. Quando um eletrão passa de uma dessas regiões para outra absorve ou liberta um fotão. Esta noção de energia foi um dos grandes avanços do século XX e abriu caminho à mecânica quântica, o ramo da física que descreve o comportamento do mundo microscópico.
Os níveis de energia de um átomo podem imaginar-se como os degraus de uma escada. Um eletrão sobe um degrau ao absorver um fotão com energia suficiente; ao descer, liberta outro fotão. Essa troca contínua de energia explica grande parte do que observamos no quotidiano. Num LED, os eletrões são estimulados por uma corrente elétrica e, ao regressarem ao seu estado inicial, libertam fotões de cores específicas, produzindo luz visível. Num painel solar, o processo é inverso: os fotões do Sol fornecem energia aos eletrões, que se libertam e geram corrente elétrica.
Em 1905, Albert Einstein explicou o chamado efeito fotoelétrico, demonstrando que a luz pode remover eletrões de um metal se tiver energia suficiente. Essa descoberta confirmou que a luz é composta por fotões e valeu-lhe o Prémio Nobel da Física. Hoje, o mesmo princípio está na base de tecnologias como as células solares, os sensores de luz e as câmaras digitais. O que começou como uma curiosidade científica transformou-se num dos pilares da sociedade tecnológica moderna.
A interação entre luz e eletrões não é apenas um conceito abstrato — é o fundamento de processos vitais e de praticamente toda a tecnologia atual. Este mesmo fenómeno ocorre na fotossíntese, onde as moléculas das plantas absorvem fotões do Sol e usam essa energia para os eletrões transitarem a níveis superiores, iniciando a conversão de luz em energia química, essencial à vida. A visão humana assenta no mesmo princípio: os fotões atingem células sensíveis na retina, provocando reações eletrónicas que o cérebro interpreta como imagem.
No domínio tecnológico, esta relação é explorada em lasers, fibras óticas, transístores, painéis solares e ecrãs. A eletrónica moderna e a comunicação digital só são possíveis porque compreendemos como os eletrões respondem à luz. E no futuro, essa mesma física poderá alimentar novas áreas, como a computação quântica, onde o controlo preciso de eletrões e fotões promete revolucionar a forma como processamos informação e energia.
A interação entre luz e eletrões é, em última análise, uma das chaves do funcionamento do universo. Através dela compreendemos como a energia se transforma, como vemos o mundo e como a tecnologia evolui. Desde o brilho do Sol até ao ecrã do nosso computador, tudo depende desta ligação invisível que molda, de forma silenciosa e constante, a nossa realidade.
Mitocôndrias e Quasares de António Costa: Como a luz e os eletrões moldam a nossa realidade
