16 janeiro 2007

Quantum I - Entrando na toca do coelho!

*** ESTA É A SÉRIE QUANTUM ONDE TENTO EXPLICAR AS PESSOAS O QUÃO FANTÁSTICO É O NOSSO MUNDO ***

Todas as épocas e gerações têm suas próprias suposições (se a terra é plana ou redonda) que podem ser ou não verdade. Claro que historicamente, na maioria dos casos não eram verdadeiras. Se tomarmos a história como guia, podemos presumir que muito do que nós pressupomos a respeito do mundo, simplesmente não é verdade. Mas estamos presos a estes preceitos muitas vezes, sem mesmo saber. É um paradigma. O materialismo moderno isenta as pessoas da necessidade de sentirem-se responsáveis assim como a religião. Porém a mecânica quântica coloca a responsabilidade em nossas mãos e não dá respostas claras e confortantes. Ela só diz que o mundo é muito grande e cheio de mistérios.

A Mecânica Quântica é a parte da física que estuda o estado de sistemas onde não valem os conceitos usuais da mecânica clássica. Usualmente estuda o movimento de partículas muito pequenas, ou seja, em nível microscópico. Tal pesquisa foi iniciada por Werner Karl Heisenberg (5 de Dezembro de 1901, Würzburg, Alemanha - 1 de Fevereiro de 1976, Munique, Alemanha), físico alemão, laureado com o Prêmio Nobel de Física e considerado fundador da Mecânica Quântica.



Um dos pilares da física quântica é a superposição quântica. A superposição implica que uma partícula pode estar em dois ou mais lugares ao mesmo tempo. É um conceito muito bizarro, a matéria não é o que pensávamos ser. Os cientistas viam a matéria como algo estático e previsível. As partículas ocupam um espaço insignificante nas moléculas e átomos. São partículas fundamentais. O resto é o vácuo. O que parece é que essas partículas aparecem e desaparecem o tempo todo, vão para universos alternativos, onde o “você” de lá faz a mesma pergunta quando elas somem e vêm pra cá.

Isto acontecesse porque a partícula se comporta de maneira estranha toda vez que você olha pra elas. Quando não olhamos, há ondas de possibilidades, quando olhamos existem partículas de experiência. Em uma partícula que pensamos ser algo sólido, existe a superposição, uma onda espalhando possíveis localizações, todas ao mesmo tempo. E no momento em que você olha, ela passa a estar em apenas uma das possíveis posições. O mundo tem várias formas de realidade em potencial, até você escolher. Tem que escolher o que quer. Pode estar em muitos lugares ao mesmo tempo, experimentando várias possibilidades, até elas convergirem para apenas uma.

Uma questão que naturalmente aparece é: Por que objetos e eventos macroscópicos (que obedecem as leis newtonianas) não parecem mostrar propriedades da mecânica quântica (como a superposição). Em 1935, Schrödinger descreveu um experimento já bem conhecido hoje como o gato de Schrödinger, que mostra as dissonâncias entre a mecânica quântica e a física newtoniana.

O gato é colocado numa caixa selada. No interior da caixa existe um dispositivo que contém um núcleo radioativo e um frasco de gás venenoso. Quando o núcleo decai, emite uma partícula que acciona o dispositivo, que parte o frasco e mata o gato. De acordo com a mecânica quântica, o núcleo é a gama de possibilidades (onda colapsa) entre "núcleo decaído" e "núcleo não decaído". No entanto, quando a caixa é aberta o experimentador vê só um "gato morto/núcleo decaído" ou um "núcleo não decaído/gato vivo." A questão é a de saber quando é que o sistema deixa de ser uma mistura de estados e se torna um ou outro? O objetivo da experiência é ilustrar que na mecânica quântica não existirem regras que descrevam quando é que a função de onda colapsa (gama de possibilidades) e o gato se torna morto ou vivo em vez de uma mistura de ambos – um gato morto-vivo das histórias de Stephen King.



Segundo a Interpretação de Copenhague, um sistema deixa de ser uma mistura de estados e passa a ser um único estado quando se dá uma observação, é uma sobreposição de estados "gato morto/núcleo decaído" e "gato vivo/núcleo não decaído" e só quando a caixa é aberta e se dá uma observação é que a função de onda colapsa num dos dois estados. Tudo depende do observador, tudo depende de nós.

Podemos dizer que tudo que conhecíamos, sobre o universo que nos cerca, era totalmente irrelevante para o nosso mundo físico. Porém a física quântica começa a nos mostrar como o nosso universo é fantástico e imprevisível. Mecanismo não é a resposta, nós somos a resposta. Basta você saber se realmente se está preparado para entrar na toca do coelho.

*** A SÉRIE QUANTUM IRÁ CONTINUAR ***