Se você está tentando desviar de balas, impressionar crianças pequenas e/ou salvar uma grande cidade, um grande e campo de força é exatamente o que você precisa. No entanto, ao que parece, ninguém se preocupou em inventar uma proteção do tipo: até agora, ela ainda é matéria de ficção, como tem sido há décadas. Obviamente, alguém deve corrigir isso o mais rápido possível. Sendo assim, vale a pergunta — como faz o Giz Asks desta semana. E se os campos de força realmente existissem?

James Kakalios, professor de Física na Universidade de Minnesota e autor de “A física dos super-heróis” e “E a física das coisas banais”

É claro que você pode se proteger de eventuais danos ficando dentro de um bunker — mas se você está se referindo a um escudo invisível a olho nu que cerca uma pessoa, como retratado em muitos filmes de ficção científica e histórias em quadrinhos — isso é algo que demanda algum trabalho.

Você poderia se cercar de grafeno — um arranjo de átomos de carbono em uma estrutura hexagonal que tem apenas um átomo de espessura (então, 97% da luz passa por ela), mas é mais forte do que o aço. Na verdade, estudos feitos por cientistas da Universidade Rice descobriram que o grafeno é, na verdade, mais à prova de balas do que o kevlar. Portanto, este pode ser um bom material para começar a construir sua blindagem invisível.

Quanto ao que é denominado “campo de força”, pode-se recorrer à física de plasma.

Plasmas são gases em que os átomos são altamente ionizados — ou seja, os átomos têm muitos ou poucos elétrons e, portanto, são eletricamente carregados. Esses gases devem ser contidos por fortes campos magnéticos (desafio número um). Isso poderia desviar os feixes de laser direcionados a você, e quaisquer feixes de partículas carregadas também seriam desviados. (Pode-se imaginar uma camada dupla, com uma camada de plasma carregada positivamente, desviando feixes de partículas positivas, e uma camada carregada negativamente, que protege você de feixes de partículas negativas). Quanto mais rápido o objeto estiver se movendo, mais forte será a deflexão. Então, você ainda pode estar vulnerável a um gancho de direita que seja lento, mas ainda assim, muito doloroso.

Pessoalmente, sempre gostei de uma proposta feita pelo escritor de ficção científica Theodore Sturgeon. Este precursor da blindagem de grafeno é descrito na história do Sturgeon “Não era nada – realmente!”. Nessa história, um inventor percebe que papéis perfurados, como toalhas de papel ou papel higiênico, sempre rasgam em qualquer local, exceto nas perfurações. Portanto, concluiu ele, as perfurações devem ter tornado o material mais resistente. Ao remover mais e mais matéria, ele foi capaz de criar um escudo invencível e invisível composto inteiramente de perfurações.

Rhett Allain, professor de Física na Universidade do Sudeste da Louisiana

Adoro o conceito de campos de força criado na ficção científica. Eu acho que eles são uma ótima ferramenta para o enredo, e permitem que você faça um monte de coisas legais na história. Não estou argumentando a favor para logo depois desdenhar deles. Mas não vejo como funcionariam na vida real.

Vamos começar pelas interações básicas que entendemos, as forças fundamentais. Temos a força gravitacional, que é uma interação entre objetos que têm massa; temos a força elétrica, que é uma interação entre objetos com carga elétrica; temos a força magnética, que interage com objetos com carga em movimento; e há forças nucleares fortes e fracas. Tudo o que sabemos ou entendemos assume a forma de uma dessas interações.

Se você quisesse construir um campo de força, teria que se perguntar: de qual dessas forças ele seria feito? Bem, provavelmente não vai ser massa, porque a massa só atrai. Não temos massas repulsivas. Portanto, provavelmente será algum tipo de força elétrica. Mas, embora você possa criar campos elétricos fortes, eles não vão necessariamente repelir as coisas imediatamente. Experimentos foram feitos na construção de um campo de força para evitar que explosões afetem uma determinada área. Eles envolviam alterar a densidade do ar, criando uma espécie de barreira, na esperança de diminuir o impacto da explosão.

Existe outra maneira de gerar campos elétricos fortes, que é com a luz. Quando a luz interage com a matéria, ela pode impulsionar essa matéria também. Mas, isso acontece mais como uma lanterna do que um campo de força. A luz é uma onda eletromagnética — uma oscilação de campos elétricos e campos magnéticos. E uma vez que toda a matéria é feita de cargas elétricas — seja com prótons ou elétrons — esses prótons ou elétrons experimentam uma força da parte magnética e elétrica da luz que a empurra para longe. E é por isso que, quando você olha para um cometa no espaço , toda a poeira que sai do cometa é empurrada para longe do Sol — a luz do Sol realmente empurra. Existem espaçonaves com velas solares, que são basicamente folhas reflexivas, e a luz interage com a folha para empurrar essas espaçonaves, da mesma forma que o vento empurra uma vela.

Thomas Hartman, professor de Física da Universidade Cornell 

De acordo com as leis conhecidas da física, existem quatro forças fundamentais. A primeira é a gravidade. A segunda é o eletromagnetismo, que inclui forças elétricas e magnéticas, mas só contamos uma vez porque ambas são criadas por partículas carregadas como elétrons e prótons. O eletromagnetismo é carregado por fótons, e acredita-se que a gravidade seja carregada por grávitons, partículas teóricas que se movem na velocidade da luz, mas são quase impossíveis de detectar individualmente.

As duas últimas forças fundamentais são chamadas de “força forte” e “força fraca”. A força forte, ou cromodinâmica quântica, une prótons e nêutrons dentro do núcleo atômico. Os prótons são carregados positivamente, então o eletromagnetismo faz com que eles se repelem, mas a força forte é, bem, mais forte. A força fraca não é realmente uma força no sentido usual, porque não separa as coisas nem as empurra juntas. Em vez disso, faz com que algumas partículas se convertam em outras, levando a efeitos como o decaimento radioativo. Existem partículas que carregam as forças forte e fraca, análogas ao fóton e ao gráviton, mas elas só podem viajar distâncias muito curtas, então não as percebemos no dia a dia. 

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Entre as forças fundamentais conhecidas, sua melhor aposta para um campo de força de ficção científica é o eletromagnetismo. A gravidade só pode atrair, então pode ser uma maneira prática de projetar um raio trator futurista, mas nunca vai fazer um escudo de força decente, e as forças fortes e fracas não podem ir muito além do núcleo atômico.

Poderia haver outras forças fundamentais? Possivelmente. Na verdade, um dos principais motivos pelos quais construímos aceleradores de partículas é descobrir novas forças. E a matéria escura, a substância misteriosa que permeia o universo, mas só pode ser detectada por sua atração gravitacional, pode ter forças próprias que se misturam com o eletromagnetismo. Também podemos inventar novas forças em um laboratório projetando materiais e substâncias com propriedades exóticas — por exemplo, a supercondutividade ocorre quando uma força artificial une elétrons em pares.