A revolução da Teoria Quântica

A teoria quântica não mudou apenas as ideias dos cientistas sobre o comportamento da matéria – mudou a própria ideia de matéria. Dentro do átomo, nada estaria definido, tudo seria probabilidade.

A partir da Física Quântica, os físicos foram forçados a abandonar não apenas os conceitos do homem sobre a realidade - mas a própria realidade. Não admira que a Física Quântica tenha adquirido a reputação de algo bizarro ou místico. Tanto que o dinamarquês Niels Bohr, um dos criadores da nova ciência, chegou a afirmar certa vez que só não se escandalizou com a Física Quântica quem não a entendeu.

O ponto de partida para chegar às ideias quânticas é o átomo, já conhecido dos filósofos gregos, na Antiguidade. Hoje sabe-se que o átomo é bem diferente da sua ideia original de "tijolinho massivo" que forma toda a matéria. Na verdade 99,999999% do átomo é apenas espaço vazio. Ele é formado por partículas muito pequenas que representam uma minúscula parte do que seria sua massa. 

Para ilustrar melhor vou postar abaixo um filminho sobre o átomo

 Sobre o filminho acima, fala-se dos seis tipos de quarks, e que somente dois tipos, o "up" e o "down" (que no filme é citado como "para cima" e "para baixo") formam a matéria. Os outros tipos aparecem nos aceleradores de partículas, quando prótons são acelerados a velocidades próximas a da luz e se chocam. A energia carregada pelos prótons, devido a sua altíssima velocidade, se materializa em novas partículas. Sim, é isso mesmo que vc entendeu! Parece estranho, mas a famosa fórmula de Einstein: E=mc² nos diz exatamente isso. A energia pode virar matéria e a matéria pode virar energia. Energia = massa . (Velocidade da luz)²

Falando então das partículas do átomo, o elétron que entendíamos como uma partícula é na verdade uma dualidade onda-partícula. O que seria uma dualidade onda-partícula?

O elétron é considerado uma dualidade onda-partícula porque ora ele é observado como uma partícula e ora ele é observado como uma onda.

Explicando melhor, dependendo do experimento que montamos para observar o elétron podemos constatar sua natureza de onda ou sua natureza de partícula.

Por exemplo, quando montamos o experimento do efeito fotoelétrico o elétron “aparece” como uma partícula. Este efeito ocorre quando incidimos luz sobre uma placa de metal e os elétrons pulam da placa (veja figura abaixo).

figura 1

Podemos obervar o comportamento ondulatório do elétron quando montamos o famoso experimento da fenda dupla. Neste experimento enviamos elétrons, um a um, contra um anteparo com duas fendas. O elétron se divide e passa pelas duas fendas ao mesmo tempo, formando no segundo anteparo uma figura conhecida como franjas de interferência (observe a figura 2).

figura 2

Perceba que se os elétrons passassem somente por uma fenda ou pela outra teríamos apenas duas manchas no anteparo. Uma mancha dos elétrons que passaram pela fenda da direita e outra dos elétrons que passaram pela fenda da esquerda, mas não é isso que acontece.  Esta figura das franjas de interferência só aparece para fenômenos ondulatórios, como mostra a figura 3 abaixo.

figura 3 - As ondas que passam pelas fendas interferem de forma construtiva em alguns pontos e destrutiva em outros e formam o padrão de interferência registrado na tela.

Vc pode estar se perguntando: "Se quando vamos observar o elétron ele pode aparecer tanto como onda como aparecer como partícula, o que ele é afinal quando não estamos observando?" Esta é uma pergunta crucial na Física Quântica e a resposta para ela é que ele é uma onda de possibilidades.

Não só o elétron mas as outras partículas que também formam o átomo são dualidades onda-partícula.

Chegamos desta forma à frase de introdução deste artigo: Dentro do átomo, nada estaria definido, tudo seria probabilidade.

Até a próxima!