sábado, 4 de agosto de 2012

Quem vê ondas não vê electrões

No final do século XIX, era claro para muitos que a física atingira a sua total plenitude na explicação da natureza. Todos os fenómenos à escala daquilo que era mensurável ou observável tinham um enquadramento teórico considerado bastante satisfatório. Lord Kelvin foi um dos que predisse o esgotamento da investigação em física fundamental.

Duas pequenas nuvens pairavam e ensombravam ainda esse maravilhoso firmamento que lhe parecia ser a total explicação do universo em que vivemos: a hipótese do éter como suporte das ondas electromagnéticas, posta em causa pelos resultados negativos da experiência de Michelson-Morley; e a distribuição espectral da radiação do corpo negro, cujo tratamento teórico, através da termodinâmica e do electromagnetismo clássicos, conduziu a soluções fisicamente absurdas.

No entanto, os factos encarregar-se-iam de desmentir as mais redutoras visões, e as nuvens transformar-se-iam em colossais tempestades, que viriam modificar radicalmente a nossa visão da natureza. A teoria da relatividade de Einstein e a formulação da hipótese dos quanta, vieram revolucionar a física e dar o mote para o aparecimento de uma física nova, cuja teoria quântica revelava um microcosmos cheio de surpresas. Para além de que o determinismo e a objectividade da física clássica começavam a ser postos em causa.

No mundo quântico, as mudanças espontâneas não são permitidas ou toleradas, são inevitáveis!
A relação causa-efeito, tão fortemente enraízada no terreno da física clássica, perde todo o seu sentido. Os processos quânticos são inerentemente imprevisíveis e indeterminísticos, o que faz com que seja impossível prever com exactidão o comportamento futuro de qualquer sistema quântico.


Observar é perturbar:

A teoria quântica faz muitas previsões, só que estas mesmas previsões, reportam-se à distribuição global dos acontecimentos e não a acontecimentos individuais, ou seja, são as distribuições de probabilidade, e não os acontecimentos específicos, que são causalmente determinados.
Podemos exemplificar esta situação recorrendo ao exemplo clássico; dada uma amostra de material radioactivo, é possível - recorrendo a leis estatísiticas bem conhecidas - determinar muito aproximadamente o número que decairão na próxima unidade de tempo, mas é impossível dizer qual átomo ou átomos contribuem para esse número. Perante um determinado átomo instável, nada podemos dizer acerca do momento em que ele decairá espontaneamente. Observar é interagir. E interagir é perturbar. O que aqui poderia parecer um simples jogo de palavras assume no mundo quântico um papel absolutamente sui generis.

Não só a observação introduz uma perturbação incontrolável no estado do sistema quântico como é capaz de alterar a sua identidade manifesta.

A chamada dualidade onda-partícula, ou a desconcertante «ambidestreza» que as partículas quânticas evidenciam quando observadas é, de facto, uma das peculiaridades mais notáveis deste universo de estranheza que é o da realidade quântica. Esta «ambiguidade» é um dado essencialmente novo no panorama do conhecimento da natureza.

A partícula quântica manifestando-se, algumas vezes como onda e outras como partícula, ao sabor dos mecanismos da observação, é algo fundamentalmente irredutível a qualquer uma dessas entidades quânticas tal como as concebemos, e essencialmente distinto de tudo quanto se conhece na realidade macroscópica. Ressalve-se no entanto que, a partícula quântica não é um "camaleão" que se ajusta por subtil mimetismo às características do instrumento de observação ou ao estado de espírito ou à cor dos olhos do observador. É o instrumento de observação - basicamente inspirado no nosso pensamento de tipo clássico - que só está apto a reconhecer uma ou outra faceta de uma realidade virtualmente muito mais complexa e inatingível.

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