30 de janeiro de 2013

Algum dia iremos entender a teoria quântica?


            Mecânica quântica deve ser uma das teorias mais bem sucedidas na ciência. Desenvolvida no início do século XX, foi usada para calcular, com uma precisão incrível, como a luz e a matéria se comportam - como correntes elétricas passam por transistores de silício em circuitos de computador, por exemplo, ou as formas das moléculas e como eles absorvem a luz. Grande parte da tecnologia da informação de hoje conta com a teoria quântica, assim como alguns aspectos do processamento químico, biológico molecular, a descoberta de novos materiais, entre outras coisas.
            No entanto, o mais estranho é que ninguém realmente entende a teoria quântica. A citação popularmente atribuída ao físico Richard Feynman é provavelmente inautêntica, mas não deixa de ser verdade: se você acha que entende a mecânica quântica, então você não entende nada. Esse ponto foi provado por uma pesquisa entre os 33 principais pensadores em uma conferência na Áustria em 2011. Para este grupo de físicos, matemáticos e filósofos foi dado 16 questões de múltipla escolha sobre o significado da teoria, e suas respostas exibiam pouco acordo.
            Isso porque a teoria quântica apresenta todos os tipos de perguntas estranhas que esticam os limites da nossa imaginação - forçando-nos, por exemplo, a conceber objetos, como elétrons, por exemplo, que podem, em circunstâncias diferentes, ser tanto ondas como partículas.
            Uma das questões mais polêmicas diz respeito ao papel das medições. Estamos acostumados a pensar que o mundo existe em um estado definitivo, e que podemos descobrir o que aquele estado é fazendo medições e observações. Mas a teoria quântica (ou "mecânica quântica", que é um termo frequentemente considerado como sinônimo, embora se refira estritamente aos métodos matemáticos desenvolvidos para estudar objetos quânticos) sugere que, pelo menos para objetos pequenos, como átomos e elétrons, não pode haver nenhum estado original antes de uma observação ser feita. Ou seja, o objeto existe simultaneamente em vários estados. Antes da medição, tudo o que podemos dizer é que há uma certa probabilidade de que o objeto esteja em estado de A, ou B, ou assim por diante. Somente durante a medição uma "escolha" é feita sobre qual desses possíveis estados o objeto irá possuir.
            Este é provavelmente o mais perturbador de todos os enigmas colocados pela teoria quântica. Perturbou Albert Einstein tanto que ele se recusou a aceitá-la por toda a vida. Einstein foi um dos primeiros cientistas a abraçar o mundo quântico. Em 1905, ele propôs que a luz não seria uma onda contínua, mas em "pacotes", ou quanta, de energia, chamados fótons, que são na verdade "partículas de luz". No entanto, assim como seus contemporâneos, como Niels Bohr, Werner Heisenberg e Schrodinger Erwin, concebeu uma descrição matemática do mundo quântico em que certezas foram substituídas por probabilidades, Einstein protestou que o mundo não poderia realmente ser tão confuso e aleatório. Como ele alegou em uma de suas célebres frases, "Deus não joga dados". Bohr, por incrível que pareça e pouca gente saiba, também respondeu: "Einstein, pare de dizer a Deus o que fazer."

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