In the late 19th century, scientists were trying to solve a mystery. They found that if they had a vacuum tube like this one and applied a high voltage across it, something strange happened. They called them cathode rays. But the question was: What were they made of?
No final do século 19, os cientistas tentavam resolver um mistério. Descobriram que se tivessem um tubo a vácuo como este aqui e aplicassem uma alta tensão sobre ele, alguma coisa estranha acontecia. Os cientistas os chamaram de raios catódicos. Mas a pergunta era: de que eles eram feitos?
In England, the 19th-century physicist J.J. Thompson conducted experiments using magnets and electricity, like this. And he came to an incredible revelation. These rays were made of negatively charged particles around 2,000 times lighter than the hydrogen atom, the smallest thing they knew. So Thompson had discovered the first subatomic particle, which we now call electrons.
Na Inglaterra, o físico do século 19 J.J. Thompson, conduziu experimentos usando ímãs e eletricidade, deste modo. E chegou a uma revelação incrível. Estes raios eram feitos de partículas negativamente carregadas aproximadamente 2 mil vezes mais leves do que o átomo de hidrogênio, a coisa mais pequena que conheciam. Thompson tinha descoberto a primeira partícula subatômica, o que chamamos hoje de elétrons.
Now, at the time, this seemed to be a completely impractical discovery. I mean, Thompson didn't think there were any applications of electrons. Around his lab in Cambridge, he used to like to propose a toast: "To the electron. May it never be of use to anybody."
Naquele tempo, isto parecia ser uma descoberta completamente inútil. Thompson não pensava que existiria alguma aplicação para os elétrons. No laboratório dele em Cambridge, ele gostava de propor um brinde: "Ao elétron. Que ele jamais seja útil a ninguém".
(Laughter)
(Risos)
He was strongly in favor of doing research out of sheer curiosity, to arrive at a deeper understanding of the world. And what he found did cause a revolution in science. But it also caused a second, unexpected revolution in technology. Today, I'd like to make a case for curiosity-driven research, because without it, none of the technologies I'll talk about today would have been possible.
Ele era totalmente favorável à realização de pesquisas por pura curiosidade, para se chegar a um entendimento mais profundo do mundo. E o que ele descobriu provocou, de fato, uma revolução na ciência. Mas também causou uma outra revolução inesperada no mundo da tecnologia. Hoje, gostaria de defender a pesquisa motivada pela curiosidade, por que sem ela, nenhuma das tecnologias das quais falarei seriam possíveis.
Now, what Thompson found here has actually changed our view of reality. I mean, I think I'm standing on a stage, and you think you're sitting in a seat. But that's just the electrons in your body pushing back against the electrons in the seat, opposing the force of gravity. You're not even really touching the seat. You're hovering ever so slightly above it. But in many ways, our modern society was actually built on this discovery. I mean, these tubes were the start of electronics. And then for many years, most of us actually had one of these, if you remember, in your living room, in cathode-ray tube televisions. But -- I mean, how impoverished would our lives be if the only invention that had come from here was the television?
O que Thompson descobriu aqui mudou nossa visão sobre a realidade. Eu acho que estou de pé em um palco, e vocês acham que estão sentados em uma cadeira. Mas isso são só os elétrons no seu corpo empurrando os elétrons da cadeira, contra a força da gravidade. Vocês não estão nem tocando o assento. Estão flutuando um pouco acima dele. De muitas formas, nossa sociedade moderna se ergueu com base nessa descoberta. Estes tubos foram o começo da eletrônica. E então por vários anos, a maioria de nós tinha um destes em nossa sala, em televisões com tubo de raios catódicos. Mas o quão empobrecida seria a nossa vida se a única invenção que tivesse surgido daqui fosse a televisão?
(Laughter)
(Risos)
Thankfully, this tube was just a start, because something else happens when the electrons here hit the piece of metal inside the tube. Let me show you. Pop this one back on. So as the electrons screech to a halt inside the metal, their energy gets thrown out again in a form of high-energy light, which we call X-rays.
Felizmente, este tubo foi só o começo, porque outra coisa acontece quando os elétrons daqui atingem o pedaço de metal dentro do tubo. Deixem-me lhes mostrar. Ligo isto novamente. Enquanto os elétrons berram até parar dentro do metal, a energia deles é jogada para fora de novo na forma de luz de alta energia, o que chamamos de raios-X.
(Buzzing)
(Zumbido)
(Buzzing)
(Zumbido)
And within 15 years of discovering the electron, these X-rays were being used to make images inside the human body, helping soldiers' lives being saved by surgeons, who could then find pieces of bullets and shrapnel inside their bodies. But there's no way we could have come up with that technology by asking scientists to build better surgical probes. Only research done out of sheer curiosity, with no application in mind, could have given us the discovery of the electron and X-rays.
No prazo de 15 anos após a descoberta do elétron, estes raios-X eram usados para fazer imagens dentro do corpo humano, ajudando cirurgiões a salvar vidas de soldados, quando encontravam pedaços de balas e estilhaços dentro do corpo deles. Mas não teríamos como inventar essa tecnologia pedindo aos cientistas para criarem sondas cirúrgicas melhores. Somente a pesquisa realizada por pura curiosidade, sem aplicação em mente, poderia nos ter levado à descoberta do elétron e dos raios-X.
Now, this tube also threw open the gates for our understanding of the universe and the field of particle physics, because it's also the first, very simple particle accelerator. Now, I'm an accelerator physicist, so I design particle accelerators, and I try and understand how beams behave. And my field's a bit unusual, because it crosses between curiosity-driven research and technology with real-world applications. But it's the combination of those two things that gets me really excited about what I do. Now, over the last 100 years, there have been far too many examples for me to list them all. But I want to share with you just a few.
Este tubo também abriu as portas para nosso entendimento do Universo e do campo da física de partículas, por que ele também é o primeiro acelerador de partículas. Sou física de aceleradores, projeto aceleradores de partículas, e tento entender como os feixes de luz se comportam. E o meu campo é um pouco incomum, porque ele mistura a pesquisa motivada pela curiosidade e tecnologias com aplicações reais. Mas é a combinação de duas coisas que me deixam muito animada sobre aquilo que faço. Nos últimos 100 anos, tivemos vários exemplos e não vou conseguir listar todos. Mas quero compartilhar com vocês alguns.
In 1928, a physicist named Paul Dirac found something strange in his equations. And he predicted, based purely on mathematical insight, that there ought to be a second kind of matter, the opposite to normal matter, that literally annihilates when it comes in contact: antimatter. I mean, the idea sounded ridiculous. But within four years, they'd found it. And nowadays, we use it every day in hospitals, in positron emission tomography, or PET scans, used for detecting disease.
Em 1928, um físico chamado Paul Dirac viu algo estranho com as equações dele. E previu, baseando-se puramente em insights matemáticos, que deveria existir um segundo tipo de matéria, o oposto da matéria normal, que literalmente aniquila quando entra em contato: a antimatéria. A ideia parecia ridícula. Mas dentro de quatro anos, eles a acharam. E hoje, usamos isso todos os dias em hospitais, em tomografias por emissão de positrões, ou em TEPs, usadas para detectar doenças.
Or, take these X-rays. If you can get these electrons up to a higher energy, so about 1,000 times higher than this tube, the X-rays that those produce can actually deliver enough ionizing radiation to kill human cells. And if you can shape and direct those X-rays where you want them to go, that allows us to do an incredible thing: to treat cancer without drugs or surgery, which we call radiotherapy. In countries like Australia and the UK, around half of all cancer patients are treated using radiotherapy. And so, electron accelerators are actually standard equipment in most hospitals.
Vejam estes raios-X. Se conseguir levar estes elétrons a uma energia superior, aproximadamente mil vezes superior àquela neste tubo, os raios-X que estes produzem podem entregar radiação ionizada suficiente para matar células humanas. Se puder moldar e direcionar estes raios-X para onde quer que seja, isso nos permite fazer uma coisa incrível: tratar o câncer sem drogas ou cirurgia, o que chamamos de radioterapia. Em países como Austrália e no Reino Unido, aproximadamente metade dos pacientes com câncer são tratados com radioterapia. Então, os aceleradores de elétrons são equipamentos padrão na maioria dos hospitais.
Or, a little closer to home: if you have a smartphone or a computer -- and this is TEDx, so you've got both with you right now, right? Well, inside those devices are chips that are made by implanting single ions into silicon, in a process called ion implantation. And that uses a particle accelerator.
Um exemplo mais próximo de casa: se vocês têm um smartphone ou um computador, e isso é o TEDx, então vocês têm ambos agora mesmo, certo? Dentro destes aparelhos temos chips produzidos através da implantação de íons no silício, em um processo chamado implantação de íon. E isso usa um acelerador de partículas.
Without curiosity-driven research, though, none of these things would exist at all. So, over the years, we really learned to explore inside the atom. And to do that, we had to learn to develop particle accelerators. The first ones we developed let us split the atom. And then we got to higher and higher energies; we created circular accelerators that let us delve into the nucleus and then create new elements, even. And at that point, we were no longer just exploring inside the atom. We'd actually learned how to control these particles. We'd learned how to interact with our world on a scale that's too small for humans to see or touch or even sense that it's there.
Sem a pesquisa motivada pela curiosidade, nenhuma destas coisas existiria. Ao longo dos anos, realmente aprendemos a explorar dentro do átomo. E para fazer isso, tivemos que aprender a desenvolver aceleradores de partículas. Os primeiros que desenvolvemos nos permitiram dividir o átomo. E então fomos a energias cada vez maiores; criamos aceleradores circulares que nos permitem analisar o núcleo e então criar novos elementos. E naquele momento, não estávamos somente explorando o interior do átomo. Tínhamos aprendido a controlar estas partículas. Tínhamos aprendido a interagir com nosso mundo em uma escala pequena demais para as pessoas verem, tocarem ou até mesmo sentirem que isto está ali.
And then we built larger and larger accelerators, because we were curious about the nature of the universe. As we went deeper and deeper, new particles started popping up. Eventually, we got to huge ring-like machines that take two beams of particles in opposite directions, squeeze them down to less than the width of a hair and smash them together. And then, using Einstein's E=mc2, you can take all of that energy and convert it into new matter, new particles which we rip from the very fabric of the universe.
E então construímos aceleradores cada vez maiores, porque estávamos curiosos sobre a natureza do Universo. Enquanto nos aprofundávamos, novas partículas começaram a aparecer. Por fim, chegamos a enormes máquinas em formato de anel que pegam dois feixes de partículas em direções opostas, apertam-nas até ficarem menores que a espessura do fio de cabelo e esmagam-nas juntas. E então, usando "E=mc2" de Einstein, pode-se pegar toda esta energia e convertê-la em uma nova matéria, novas partículas que arrancamos da própria estrutura do Universo.
Nowadays, there are about 35,000 accelerators in the world, not including televisions. And inside each one of these incredible machines, there are hundreds of billions of tiny particles, dancing and swirling in systems that are more complex than the formation of galaxies. You guys, I can't even begin to explain how incredible it is that we can do this.
Nos dias de hoje, existem aproximadamente 35 mil aceleradores no mundo, sem incluir as televisões. E dentro de cada uma dessas máquinas incríveis, existem centenas e bilhões de partículas minúsculas, dançando e circulando em sistemas que são mais complexos do que a formação de galáxias. Não posso nem mesmo começar a explicar o quão incrível é o fato de que podemos fazer isso.
(Laughter)
(Risos)
(Applause)
(Aplausos)
So I want to encourage you to invest your time and energy in people that do curiosity-driven research. It was Jonathan Swift who once said, "Vision is the art of seeing the invisible." And over a century ago, J.J. Thompson did just that, when he pulled back the veil on the subatomic world.
Quero encorajá-los a investir o tempo e a energia de vocês em pessoas que fazem pesquisas motivadas pela curiosidade. Foi Jonathan Swift quem disse uma vez: "Visão é a arte de ver o invisível". E há mais de um século, J.J. Thompson fez justamente isso, quando desencobriu o véu do mundo subatômico.
And now we need to invest in curiosity-driven research, because we have so many challenges that we face. And we need patience; we need to give scientists the time, the space and the means to continue their quest, because history tells us that if we can remain curious and open-minded about the outcomes of research, the more world-changing our discoveries will be.
E agora temos que investir em pesquisas motivadas pela curiosidade, porque enfrentamos muitos desafios. E precisamos de paciência; precisamos dar aos cientistas o tempo, o espaço e os meios para continuarem a jornada deles, porque a história nos conta que se permanecermos curiosos e abertos sobre os resultados de pesquisas, mais capazes de mudar o mundo nossas descobertas serão.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)