Friedrich Hasenöhrl

Friedrich Hasenöhrl
Nascimento	30 de novembro de 1874 Viena
Morte	7 de outubro de 1915 (40 anos) Folgaria
Residência	Áustria-Hungria
Nacionalidade	austríaco
Alma mater	Universidade de Viena
Ocupação	físico, professor universitário
Distinções	Prêmio Haitinger (1905)
Empregador(a)	Universidade de Viena, Universidade Técnica de Viena
Orientador(a)(es/s)	Franz Serafin Exner
Tese	1896: Über den Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante in Flüssigkeiten und die Mosotti-Clausiussche Formel
Obras destacadas	corpo negro
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Friedrich Hasenöhrl (30 de novembro de 1874 – 7 de outubro de 1915) foi um físico austríaco e professor da Universidade de Viena. Ele postulou uma relação entre massa eletromagnética e energia, próxima da moderna equivalência massa–energia.

Ele foi morto em combate durante a Primeira Guerra Mundial.

Friedrich Hasenöhrl nasceu em Viena, Áustria-Hungria, em 1874. Seu pai era advogado e sua mãe pertencia a uma proeminente família aristocrática. Após sua educação elementar, estudou ciências naturais e matemática na Universidade de Viena sob Joseph Stefan (1835–1893) e Ludwig Boltzmann (1844–1906). Em 1896, obteve um doutorado sob Franz-Serafin Exner com uma tese intitulada "Über den Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante in Flüssigkeiten und die Mosotti-Clausius'sche Formel".^[1]

Ele trabalhou com Heike Kamerlingh Onnes em Leiden no laboratório de baixas temperaturas, e lá também fez amizade com H. A. Lorentz.^[1]

Em 1907, tornou-se sucessor de Boltzmann na Universidade de Viena como chefe do Departamento de Física Teórica. Ele teve uma série de ilustres alunos lá e teve um impacto particularmente significativo em Erwin Schrödinger, que mais tarde ganharia o Nobel de Física por suas contribuições para a mecânica quântica.^[1]

Numa autobiografia, Schrödinger afirmou: "nenhum outro ser humano teve maior influência sobre mim do que Fritz Hasenöhrl, exceto talvez meu pai Rudolph".^[1]

Quando a Primeira Guerra Mundial eclodiu em 1914, ele se alistou imediatamente no exército austro-húngaro. Lutou como Oberleutnant contra os italianos no Tirol. Ele foi ferido, recuperou-se e retornou à frente de batalha. Foi então morto por uma granada em um ataque ao Monte Plaut (Folgaria) em 7 de outubro de 1915, aos 40 anos.^[1]

Ver artigo principal: Massa eletromagnética

Desde J. J. Thomson em 1881, muitos físicos como Wilhelm Wien (1900), Max Abraham (1902) e Hendrik Lorentz (1904) usaram equações equivalentes a

${\displaystyle m_{em}={\frac {4}{3}}\cdot {\frac {E_{\rm {em}}}{c^{2}}}}$

para a chamada "massa eletromagnética", que expressa quanta energia eletromagnética contribui para a massa dos corpos.

Seguindo esta linha de pensamento, Hasenöhrl (1904, 1905) publicou vários artigos sobre a inércia de uma cavidade contendo radiação.^{[H 1][H 2]} Esta foi uma derivação inteiramente clássica (não relativística) e usou a equação de James Clerk Maxwell para a pressão da luz. Hasenöhrl associou especificamente a massa "aparente" via inércia ao conceito de energia através da equação:^{[H 1]}

${\displaystyle \mu ={\frac {8}{3}}{\frac {E_{0}}{{\mathfrak {B}}^{2}}}}$,

onde μ é a massa aparente, E₀ é a energia de radiação, e ${\displaystyle {\mathfrak {B}}}$ a velocidade da luz. Posteriormente, ele usou a notação:^{[H 2]}

${\displaystyle m={\frac {8}{3}}\cdot {\frac {h\,\varepsilon _{0}}{c^{2}}}}$,

onde hε₀ é a energia de radiação. Ele também concluiu que este resultado é válido para todos os corpos irradiantes, ou seja, para todos os corpos cuja temperatura é > 0K. Por este resultado, Hasenöhrl foi agraciado com o Prêmio Haitinger da Academia de Ciências da Áustria. Ele escreveu em 1904:^{[H 2]}

Uma vez que o conteúdo de calor de todo corpo consiste parcialmente em calor radiante, as coisas que demonstramos numa cavidade são verdadeiras mutatis mutandis para todo corpo cuja temperatura é diferente de 0° A.. Em particular, todo corpo deve ter uma massa aparente determinada pela radiação interna e que, portanto, está acima de tudo dependente da temperatura.

No entanto, Abraham mostrou que o cálculo da massa aparente de Hasenöhrl estava incorreto, então ele publicou outro artigo em 1905, onde apresentou a crítica de Abraham e corrigiu sua fórmula para:^{[H 3]}

${\displaystyle m={\frac {4}{3}}\cdot {\frac {h\,\varepsilon _{0}}{c^{2}}}}$

Esta era a mesma relação (como o próprio Hasenöhrl observou) da fórmula da massa eletromagnética fornecida acima. Os resultados de Hasenöhrl (sobre massa aparente e termodinâmica) usando radiação de cavidade foram mais elaborados e criticados por Kurd von Mosengeil (1906/7), que já incorporou a teoria da relatividade de Albert Einstein em seu trabalho. Um amplo esboço da termodinâmica relativística e da equivalência massa-energia usando radiação de cavidade foi dado por Max Planck em 1907.^[2][3][4]

Em alguns artigos adicionais (1907, 1908)^{[H 4]} Hasenöhrl elaborou ainda mais seu trabalho de 1904 e concluiu que seus novos resultados estavam agora de acordo com as teorias de Mosengeil e Planck. No entanto, ele queixou-se do fato de que Planck (1907) não mencionou seus resultados anteriores de 1904 (como a dependência da massa aparente com a temperatura). Em 1908, Planck escreveu que os resultados da nova abordagem de Hasenöhrl de 1907 eram de fato equivalentes aos da relatividade.^[5]

Posteriormente, vários autores deram crédito a Hasenöhrl por suas conquistas de 1904 sobre radiação de cavidade.^[6][7]

Que a radiação do corpo negro possui inércia foi primeiramente apontado por F. Hasenöhrl.

— Max Planck, 1909.

Radiação em uma cavidade móvel. Este caso é de interesse histórico, pois pode ser tratado apenas pela eletrodinâmica, mesmo sem a teoria da relatividade. Então, necessariamente se chega a atribuir momento e, portanto, massa inercial à energia de radiação em movimento. É interessante que este resultado já foi encontrado por F. Hasenöhrl antes da introdução da teoria da relatividade. No entanto, suas conclusões estavam em alguns pontos precisando de correção. Uma solução completa para este problema foi primeiro dada por K. v. Mosengeil.

— Wolfgang Pauli, 1921

Existem diferentes explicações para este resultado e seu desvio da fórmula relativística ${\displaystyle E=mc^{2}}$. Enrico Fermi e outros argumentaram^[8][9] que este problema é análogo ao chamado problema 4/3 da massa eletromagnética. Isto é, se Hasenöhrl tivesse incluído a casca em seus cálculos de uma forma consistente com a relatividade, o fator de 4/3 teria sido 1, resultando assim em ${\displaystyle m=E/c^{2}}$. Ele não poderia ter feito isso, pois não dispunha da mecânica relativística, com a qual poderia modelar a casca.

Por outro lado, Stephen Boughn e Tony Rothman em 2011^[10] (e Boughn em 2012^[11]), que fizeram um relato histórico de diferentes soluções para o problema, argumentaram que a explicação acima é insuficiente. Após fornecer uma descrição e solução relativística completa do problema da cavidade (no "caso de velocidade constante" e "caso de aceleração lenta"), eles escreveram:

... mais genericamente, a razão pela qual ele [Hasenöhrl] alcançou um resultado incorreto em ambas as ocasiões é que ele quer rigorosamente equiparar o trabalho realizado à energia cinética, como exige o teorema trabalho-energia. Infelizmente, ele não sabe como calcular corretamente a energia. Em particular, Hasenöhrl não concebe o fato de que, se os radiadores estão perdendo energia, eles devem estar perdendo massa, o que contém um elemento de ironia porque é precisamente uma relação massa-energia que ele está tentando estabelecer. [...]
Vamos terminar dizendo que Fritz Hasenöhrl tentou um experimento mental legítimo e o enfrentou com as ferramentas disponíveis na época. Ele estava trabalhando durante um período de transição e não criou a nova teoria necessária para permitir-lhe resolver o problema correta e completamente. No entanto, sua conclusão básica permaneceu válida e por isso ele deve receber crédito.

As equações para massa eletromagnética, como as de Hasenöhrl (por exemplo, Oliver Heaviside (1889), Henri Poincaré (1900), Abraham (1902)), formalmente semelhantes à famosa equação de Einstein (1905) para a equivalência massa-energia, cujo caso especial de um corpo massivo estacionário é amplamente conhecido como ${\displaystyle E=mc^{2}}$, frequentemente levaram a questionamentos desinformados sobre a prioridade de Einstein na descoberta, começando logo após sua publicação e continuando até hoje.^[12]

Max von Laue esclareceu já em 1921 que, embora a inércia da energia eletromagnética fosse conhecida muito antes de Hasenöhrl, Einstein foi de fato o primeiro a estabelecer a equivalência da massa real com o conteúdo total de energia-momento e a entender as profundas implicações deste princípio na relatividade.^[13]

• Casado com Ella Brückner e teve pelo menos um filho conhecido, Victor Hasenohrl (? - 1982), que se casou com Elizabeth Sayre (? - 1968)
  • Victor Hasenohrl (? - 1982), que se casou com Elizabeth Sayre (? - 1968), teve três filhos adotivos:
    • Frederick Hasenohrl [falecido], que se casou com Victoria ? (?-?) e teve dois filhos:
      • Filhos:
        • Frederick Hasenohrl (?- )
        • Issca (?- )
    • Elizabeth Sayre Reich (1937-2015), que se casou com Joseph D. Reich (1928-2000) e teve dois filhos adotivos:
      • Filhos:
        • Daniel Stuart Reich (1964- ), que vive em Lutherville, Maryland, EUA.
        • Eric Kent Reich (1966- ), que vive em Boyds, Maryland, EUA.
    • Margaret Hasenohrl (1942- ), que nunca se casou e reside em Silver Spring, Maryland, EUA.

Artigos de Hasenöhrl sobre radiação de cavidade e termodinâmica

• Equivalência massa–energia
• História da relatividade restrita

• Lenard, Philipp, Great Men of Science. Translated from the second German edition, G. Bell and sons, London (1950) ISBN 0-8369-1614-X
• Moore, Walter "Schrödinger: Life and Thought" University of Cambridge (1989) ISBN 0-521-43767-9.

• Lebenslauf von Friedrich Hasenöhrl
• Carreira na Universidade de Viena
• Registro militar Arquivado em 2007-09-26 no Wayback Machine