segunda-feira, 8 de setembro de 2014

Mecânica Quântica para iniciantes


 por Carlos Costa 

Mecânica quântica? Só de ouvir o nome ficamos doentes. Parece ser algo complicado (e é), mas aqui vou tentar explicar essa teoria em termos simples. No entanto, isso não significa que você vai passar a compreender a mecânica quântica. Como Niels Bohr disse: “quem disser que compreende a mecânica quântica, é porque não a compreendeu”. Parece algo estranho, não? Sim, pois é. A mecânica quântica desafia o nosso senso comum.

A mecânica quântica é a teoria que descreve o comportamento do universo ao nível microscópico; somos compostos por átomos e partículas subatómicas e a mecânica quântica explica o comportamento dessas unidades básicas. Daí o nome: mecânica (explicar o comportamento) quântica (do mundo microscópico, o quântico).

No mundo da nossa escala – planetas, seres humanos, formigas – conseguimos seguir as
 leis de Newton: se soubermos a posição de algo, direção e velocidade, conseguimos determinar a sua posição passada e futura (ignorando as variáveis, claro). As bolas de bilhar seguem um comportamento previsível e tudo o resto também parece respeitar as Leis do Movimento e a Teoria da Relatividade de Einstein.

Bem, e quanto ao mundo microscópico? Como se comportam os átomos e as partículas subatômicas? O comportamento das unidades mais básicas da natureza pode ser considerado esquizofrênico: as partículas subatômicas conseguem estar em dois lugares ao mesmo tempo, comportam-se tanto como ondas e como partículas e conseguem sair do ponto A e chegar ao B… antes de sair do A; também conseguem sair do ponto A e chegar ao ponto B,C,D,E (etc, etc) ao mesmo tempo! Nunca conseguimos determinar com total exatidão onde se encontra e para onde se dirige uma partícula subatômica; se quisermos saber a posição de um eletrão, por exemplo, perdemos a informação da sua direção, e vice-versa. Existe sempre uma incerteza (Princípio da Incerteza de Heisenberg) no mundo microscópico. Para ajudar à festa, as partículas subatômicas estão em perpétuo movimento e podem desaparecer do seu quarto e aparecer na China ou em Júpiter… instantaneamente!

O nosso universo parece que tem dois comportamentos: à nossa escala é previsível e aborrecido, ao nível dos átomos é imprevisível e louco. Os cientistas tentam por isso “unificar” o que sabemos sobre o macro e microcosmos em uma única teoria: a denominada “Teoria de Tudo”.

A mecânica quântica consegue determinar com total exatidão o comportamento do microcosmos, mas ninguém consegue explicar esse comportamento. Podemos dizer que aproveitamos o sucesso que a teoria teve (toda a nossa tecnologia digital é baseada na mecânica quântica, tal como muitas outras tecnologias importantes), mas o microcosmos comporta-se de tal maneira estranha que o nosso senso comum não o consegue compreender.
Existem três explicações para esse comportamento esquizofrênico da natureza ao nível dos átomos e partículas subatômicas, mas nenhuma delas é aceite oficialmente pela comunidade científica. Podemos dizer que o mais importante é que a mecânica quântica funciona, sendo que as explicações podem ficar para os filósofos.

3 comentários:

  1. A mecânica quântica descreve (dentro dos possíveis) o mundo subatómico e não o mundo microscópico.

    Tambem não é uma teoria, é um FACTO.

    You gotta get your home work done!

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  2. Realmente, mecânica quântica dá um nó no nosso cérebro.

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  3. Tenho estudado muito, mas tenho muito que aprender ainda.... obrigada por compartilhar

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