No nível microscópico, nas coisas, o tamanho dos átomos e de suas partículas, A física quântica prevalece na descrição do comportamento da natureza. Nossos smartphones, painéis solares, luzes LED, instrumentos de ressonância magnética em hospitais… tudo isso depende diretamente do comportamento quântico da matéria.
Esta é uma das teorias mais bem testadas e consistentes em toda a ciência moderna e somos diariamente permeados pelas suas aplicações.
Em comparação com o que esperaríamos do comportamento da matéria descrito pela física clássica – como uma bola de futebol a dirigir-se para a baliza, por exemplo – as propriedades das partículas subatómicas são altamente contra-intuitivas e desafiam constantemente os limites da nossa imaginação. Mas não se preocupe, a física quântica não é tão estranha quanto você pensa… é ainda mais estranha!
Aqui estão 4 fatos bizarros que a mecânica quântica sustenta
1. Tudo é feito de partículas e também de ondas
No ano de 1906, o físico britânico JJ Thomson ganhou o Prêmio Nobel de Física pela descoberta de que os elétrons são partículas reais. Pouco mais de 30 anos depois, em 1937, seu filho, George Thomson, recebeu o mesmo Prêmio Nobel de Física. por demonstrar experimentalmente que os elétrons são ondas.
De acordo com a mecânica quântica, um elétron é uma onda e uma partícula simultaneamente.Fonte: Imagens Getty
Afinal, quem estava certo? Ambos. Esta é uma propriedade chamada dualidade onda-partícula e é um dos blocos fundamentais da física quântica. Aplica-se tanto à luz quanto aos elétrons. Às vezes vale a pena pensar na luz como uma onda eletromagnética, mas outras vezes é mais útil pensar nela na forma de partículas chamadas fótons.
2. Uma partícula pode estar em dois lugares ao mesmo tempo
Um objeto quântico pode “estar em dois lugares ao mesmo tempo” através de um fenômeno chamado superposição de estados. Pensando em ondas, isso não é realmente uma surpresa: se você enviar uma onda através de um canal bifurcado, como dois tubos, ele se dividirá facilmente e fluirá pelos dois espaços ao mesmo tempo.
Um elétron, por exemplo, também pode estar “aqui” e “lá” simultaneamente. Somente quando fazemos um experimento para descobrir qual é a sua posição é que ele se acomoda em um estado ou outro. Essa característica está associada ao fato de a física quântica ser probabilística, ou seja, só podemos dizer em que estado um objeto provavelmente estará quando fizermos a observação.
No experimento mental do Gato de Schrödinger, um gato é colocado em uma caixa com material radioativo que pode ou não disparar.Fonte: Imagens Getty
Essa ideia está por trás do famoso experimento mental do gato de Schrödinger, no qual um gato se encontra em uma caixa lacrada, com seu destino ligado a um dispositivo quântico. Como o dispositivo existe em ambos os estados até que a medição seja feita, o gato estará simultaneamente vivo e morto até abrirmos a caixa.
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3. Emaranhamento quântico
O emaranhamento quântico é, talvez, um dos conceitos mais bizarros de toda a física. É um fenômeno complexo que é frequentemente descrito como uma ligação “invisível” entre objetos quânticos distantes que permite que um afete instantaneamente o outro. Albert Einstein rejeitou esta ideia, referindo-se a ela como uma espécie de “ação assustadora à distância”.”.
Quando duas ou mais partículas estão emaranhadas, não importa quão distantes estejam umas das outras no espaço (mesmo em galáxias separadas por milhares de milhões de anos-luz de distância), os seus estados permanecem ligados. Isso significa que eles compartilham um estado quântico comum e unificado.
Representação de um par de partículas emaranhadas.Fonte: Imagens Getty
Assim, as observações de uma das partículas emaranhadas podem fornecer automaticamente informações sobre a outra partícula instantaneamente. Como consequência, qualquer acção sobre uma destas partículas irá invariavelmente impactar a outra no sistema emaranhado.
4. Tem potencial para demonstrar a existência de multiversos
Representação artística de multiversos.Fonte: Imagens Getty
A descrição mais comum dos fenómenos quânticos é conhecida como interpretação de Copenhaga, na qual a observação de um fenómeno força a “escolha” de um resultado quântico.
Contudo, os proponentes da Interpretação dos Muitos Mundos argumentam que, no momento em que a medição é feita, a realidade bifurca-se em duas (ou mais) cópias de si mesma: uma em que aparece o resultado A e outra onde vemos o resultado B.
De acordo com esta interpretação, no que diz respeito às partículas quânticas, a realidade é composta de inúmeras camadas emaranhadas e à medida que nos aproximamos das escalas maiores que vivenciamos diariamente, essas camadas se desfazem em diferentes mundos possíveis.
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