Você não sabe quem ele era? Metade das partículas do universo o obedecem!
Satyendra Nath Bose foi um matemático e físico indiano especializado em física teórica. Ele é mais conhecido por seu trabalho em mecânica quântica no início dos anos 1920, colaboração com Albert Einstein no desenvolvimento da base para a estatística de Bose–Einstein e a teoria do condensado de Bose–Einstein. Membro da Royal Society, recebeu a segunda maior condecoração civil da Índia, a Padma Vibhushan em 1954 pelo Governo da Índia.
A classe de partículas que obedecem à estatística de Bose–Einstein, bósons, foi nomeada após Bose por Paul Dirac.
Um polímata, tinha uma ampla gama de interesses em diversos campos, incluindo física, matemática, química, biologia, mineralogia, filosofia, artes, literatura e música. Serviu em muitos comitês de pesquisa e desenvolvimento na Índia soberana.
Primeiros anos de vida
Bose nasceu em Calcutá, agora Kolkata, o mais velho de sete filhos em uma família Kayastha bengali. Era o único filho, com seis irmãs após ele. Sua casa ancestral ficava na aldeia Bara Jagulia, no então distrito de Nadia, na Presidência de Bengal. Sua educação começou aos cinco anos de idade, perto de sua casa. Quando sua família se mudou para Goabagan, foi admitido na New Indian School. No último ano de escola, foi admitido na Hindu School. Passou no exame de entrada, matrícula em 1909, e ficou em quinto lugar na ordem de mérito. Em seguida, entrou no curso de ciências intermediárias no Presidency College, Calcutá, onde seus professores incluíam Jagadish Chandra Bose, Sarada Prasanna Das e Prafulla Chandra Ray. Bose escolheu matemática aplicada mista para seu BSc e passou nos exames ficando em primeiro lugar em 1913. Em seguida, ingressou no Science College recém-formado de Sir Ashutosh Mukherjee, onde novamente ficou em primeiro lugar no exame de mestrado em matemática mista em 1915. Suas notas no exame de mestrado criaram um novo recorde nos anais da Universidade de Calcutá, que ainda não foi superado.
Após completar seu mestrado, Bose ingressou no Science College, Universidade de Calcutá como pesquisador em 1916 e começou seus estudos sobre a teoria da relatividade. Foi uma era emocionante na história do progresso científico. A teoria quântica havia acabado de aparecer no horizonte e resultados importantes começaram a chegar.
Seu pai, Surendranath Bose, trabalhava no Departamento de Engenharia da East Indian Railway Company. Em 1914, aos 20 anos, Satyendra Nath Bose casou-se com Ushabati Ghosh, a filha de 11 anos de um proeminente médico de Calcutá. Tiveram nove filhos, dois dos quais morreram na primeira infância. Quando morreu em 1974, deixou sua esposa, dois filhos e cinco filhas.
Como um poliglota, Bose dominava vários idiomas como bengali, inglês, francês, alemão e sânscrito, bem como a poesia de Lord Tennyson, Rabindranath Tagore e Kalidasa. Ele podia tocar o esraj, um instrumento musical indiano semelhante a um violino. Esteve ativamente envolvido na administração de escolas noturnas que se tornaram conhecidas como Working Men's Institute.
Carreira de pesquisa
Bose frequentou a Hindu School em Calcutá e posteriormente o Presidency College, também em Calcutá, obtendo as notas mais altas em cada instituição, enquanto o colega de classe e futuro astrofísico Meghnad Saha ficou em segundo lugar. Entrou em contato com professores como Jagadish Chandra Bose, Prafulla Chandra Ray e Naman Sharma que o inspiraram a almejar coisas altas na vida. De 1916 a 1921, foi professor de física do Rajabazar Science College sob a Universidade de Calcutá. Junto com Saha, Bose preparou o primeiro livro em inglês baseado em traduções alemãs e francesas de artigos originais sobre a relatividade especial e geral de Einstein em 1919. Em 1921, ingressou como Leitor do departamento de Física da recém-fundada Universidade de Dhaka no atual Bangladesh. Bose criou departamentos inteiramente novos, incluindo laboratórios, para ensinar cursos avançados para mestrado e bacharelado com honras e ensinou termodinâmica bem como a teoria do eletromagnetismo de James Clerk Maxwell.
Satyendra Nath Bose, junto com Saha, apresentou vários artigos em física teórica e matemática pura a partir de 1918. Em 1924, enquanto trabalhava como Professor Leitor sem cátedra no Departamento de Física da Universidade de Dhaka, Bose escreveu um artigo derivando a lei da radiação quântica de Planck sem qualquer referência à física clássica, usando uma forma inovadora de contar estados com partículas idênticas. Este artigo foi fundamental na criação do campo muito importante da estatística quântica. Embora não tenha sido aceito imediatamente para publicação, ele enviou o artigo diretamente para Albert Einstein na Alemanha. Einstein, reconhecendo a importância do artigo, traduziu-o para o alemão ele mesmo e o apresentou em nome de Bose para a prestigiosa Zeitschrift für Physik. Como resultado desse reconhecimento, Bose conseguiu trabalhar por dois anos em laboratórios europeus de raios-X e cristalografia, durante os quais trabalhou com Louis de Broglie, Marie Curie e Einstein.
Estatística de Bose–Einstein
Ao apresentar uma aula na Universidade de Dhaka sobre a teoria da radiação e a catástrofe ultravioleta, Bose pretendia mostrar aos seus alunos que a teoria contemporânea era inadequada, porque previa resultados não em conformidade com os resultados experimentais.
No processo de descrever essa discrepância, Bose tomou pela primeira vez a posição de que a distribuição de Maxwell–Boltzmann não seria verdadeira para partículas microscópicas, onde as flutuações devidas ao princípio da incerteza de Heisenberg seriam significativas. Assim, ele enfatizou a probabilidade de encontrar partículas no espaço de fases, cada estado tendo volume h3, e descartando a posição e o momentum distintos das partículas.
Bose adaptou essa aula em um breve artigo chamado "Planck's Law and the Hypothesis of Light Quanta" e o enviou para Albert Einstein com a seguinte carta:
Senhor Respeitado, atrevi-me a lhe enviar o artigo anexo para sua leitura e opinião. Estou ansioso para saber o que você pensa sobre isso. Você verá que tentei deduzir o coeficiente 8π ν2/c3 na Lei de Planck independentemente da eletrodinâmica clássica, apenas assumindo que a região elementar final no espaço de fases tem o conteúdo h3. Não sei alemão suficiente para traduzir o artigo. Se você achar o artigo digno de publicação, ficarei grato se você providenciar sua publicação em Zeitschrift für Physik. Embora seja um completo estranho para você, não tenho qualquer hesitação em fazer tal pedido. Porque todos somos seus alunos, embora nos beneficiemos apenas de seus ensinamentos através de seus escritos. Não sei se você ainda se lembra que alguém de Calcutá pediu sua permissão para traduzir seus artigos sobre Relatividade em inglês. Você concordou com o pedido. O livro foi publicado desde então. Eu fui aquele que traduziu seu artigo sobre Relatividade Generalizada.
Einstein concordou com ele, traduziu o artigo de Bose "Planck's Law and Hypothesis of Light Quanta" para o alemão e o publicou em Zeitschrift für Physik sob o nome de Bose, em 1924.
Possíveis resultados de jogar duas moedas Duas caras Duas coroas Uma de cada 1 Existem três resultados. Qual é a probabilidade de produzir duas caras? Probabilidades de resultado Moeda 1 Cara Coroa Moeda 2 Cara CC CT Coroa TC TT 2 Como as moedas são distintas, existem dois resultados que produzem uma cara e uma coroa. A probabilidade de duas caras é um quarto.
A razão pela qual a interpretação de Bose produziu resultados precisos era que, como fótons são indistinguíveis uns dos outros, não se pode tratar dois fótons de igual energia como sendo dois fótons identicamente identificáveis distintos. Por analogia, se em um universo alternativo moedas se comportassem como fótons e outros bósons, a probabilidade de produzir duas caras seria de fato um terço cauda-cara = cara-cauda.
A interpretação de Bose agora é chamada de estatística de Bose–Einstein. Este resultado derivado por Bose estabeleceu a base da estatística quântica, e especialmente a nova concepção filosófica revolucionária da indistinguibilidade de partículas, como reconhecido por Einstein e Dirac. Quando Einstein conheceu Bose pessoalmente, perguntou-lhe se ele estava ciente de que havia inventado um novo tipo de estatística, e ele respondeu muito candidamente que não, não estava tão familiarizado com a estatística de Boltzmann e não percebeu que estava fazendo os cálculos de forma diferente. Era igualmente franco com qualquer pessoa que perguntasse.
Condensado de Bose–Einstein
Einstein também não percebeu imediatamente quão radical era a saída de Bose, e em seu primeiro artigo após Bose, foi guiado, como Bose, pelo fato de que o novo método dava a resposta correta. Mas depois do segundo artigo de Einstein usando o método de Bose, no qual Einstein previu o condensado de Bose–Einstein pictado à esquerda, ele começou a perceber quão radical era, e o comparou à dualidade onda/partícula, dizendo que algumas partículas não se comportavam exatamente como partículas. Bose já havia submetido seu artigo ao British Journal Philosophical Magazine, que o rejeitou, antes de enviá-lo para Einstein. Não se sabe por que foi rejeitado.
Einstein adotou a ideia e a estendeu para átomos. Isso levou à previsão da existência de fenômenos que se tornaram conhecidos como condensado de Bose–Einstein, uma coleção densa de bósons que são partículas com spin inteiro, nomeadas após Bose, que foi demonstrada existir por experimento em 1995.
Dhaka
Após sua estadia na Europa, Bose retornou a Dhaka em 1926. Ele não tinha doutorado e, portanto, ordinariamente, sob as regulamentações vigentes, não seria qualificado para o cargo de Professor pelo qual se candidatou, mas Einstein o recomendou. Ele foi então feito Chefe do Departamento de Física da Universidade de Dhaka. Continuou orientando e ensinando na Universidade de Dhaka.
Bose projetou equipamentos ele mesmo para um laboratório de cristalografia de raios-X. Estabeleceu laboratórios e bibliotecas para tornar o departamento um centro de pesquisa em espectroscopia de raios-X, difração de raios-X, propriedades magnéticas da matéria, espectroscopia óptica, sem fio e teorias de campo unificado. Ele também publicou uma equação de estado para gases reais com Meghnad Saha. Também foi o Decano da Faculdade de Ciências da Universidade de Dhaka até 1945.
Calcutá
Quando a partição da Índia se tornou iminente em 1947, ele retornou a Calcutá e ensinou lá até 1956. Insistiu que cada aluno projetasse seu próprio equipamento usando materiais locais e técnicos locais. Foi feito professor emérito em sua aposentadoria. Em seguida, tornou-se Vice-Reitor da Universidade Visva-Bharati em Santiniketan. Retornou à Universidade de Calcutá para continuar pesquisas em física nuclear e completar trabalhos anteriores em química orgânica. Nos anos subsequentes, trabalhou em pesquisa aplicada, como extração de hélio nas fontes quentes de Bakreshwar.
Outros campos
Além de física, fez algumas pesquisas em biotecnologia e literatura bengali e inglesa. Fez estudos profundos em química, geologia, zoologia, antropologia, engenharia e outras ciências. Sendo bengali, dedicou muito tempo a promover o bengali como língua de ensino, traduzindo artigos científicos para ele e promovendo o desenvolvimento da região.
Honras
Em 1937, Rabindranath Tagore dedicou seu único livro sobre ciência, Visva–Parichay, a Satyendra Nath Bose. Bose foi honrado com o título Padma Vibhushan pelo Governo Indiano em 1954. Em 1959, foi nomeado Professor Nacional, a mais alta honra do país para um estudioso, cargo que ocupou por 15 anos. Em 1986, o S.N. Bose National Centre for Basic Sciences foi estabelecido por uma lei do Parlamento, Governo da Índia, em Salt Lake, Calcutá.
Bose tornou-se um conselheiro do recém-formado Conselho de Pesquisa Científica e Industrial. Foi Presidente da Sociedade Física Indiana e do Instituto Nacional de Ciência. Foi eleito Presidente Geral do Congresso Científico Indiano. Foi Vice-Presidente e depois Presidente do Instituto Estatístico Indiano. Em 1958, tornou-se Membro da Royal Society. Foi nomeado membro do Rajya Sabha.
Partha Ghose afirmou que
Indicação para o Prêmio Nobel
S.N. Bose foi indicado por K. Banerji em 1956, D.S. Kothari em 1959, S.N. Bagchi em 1962 e A.K. Dutta em 1962 para o Prêmio Nobel de Física, por sua contribuição à estatística de Bose–Einstein e à teoria do campo unificado. Por exemplo, Kedareswar Banerjee, chefe do Departamento de Física, Universidade de Allahabad, em carta de 12 de janeiro de 1956 escreveu para o Comitê Nobel da seguinte forma: "1. Ele Bose fez contribuições muito destacadas para a Física desenvolvendo a estatística conhecida após seu nome como estatística de Bose. Nos últimos anos, essa estatística é encontrada para ser
