O universo elegante

LOUCURA QUÂNTICA

Você já deve ter uma idéia de como o mundo é diferente quando visto com os

olhos da mecânica quântica. Se ainda não caiu vítima da tontura sentenciada por

Bohr, com a loucura quântica que vamos discutir agora, você vai ficar pelo menos

um pouquinho delirante. É mais difícil aceitar intimamente a mecânica quântica —

imaginar-se e pensar em si mesmo como uma minipessoa, nascida e criada no reino

microscópico — do que as teorias da relatividade. Mas existe um aspecto da teoria

que pode funcionar como guia para a sua intuição, um princípio cardeal, que

distingue fundamentalmente a mecânica quântica do pensamento clássico. É o

princípio da incerteza, descoberto pelo físico alemão Werner Heisenberg em 1927.

O princípio decorre de uma objeção que já pode ter lhe ocorrido. Observamos que o

ato de determinar a fenda pela qual passa cada elétron (a sua posição) afeta

necessariamente o seu movimento subseqüente (a sua velocidade). Mas se é

possível fazer contato com uma pessoa dando-lhe um expressivo tapa nas costas ou

tocando-a suavemente, por que então não poderíamos determinar a posição do

elétron com fontes de luz cada vez mais suaves, de modo a produzir conseqüências

cada vez menores sobre o seu movimento? Do ponto devista da física do século

XIX, isso seria possível. Usando fontes de luz cadavez mais fracas (e detectores de

luz cada vez mais sensíveis) podemos produzir um impacto mínimo sobre o

movimento do elétron. Mas a própria mecânica quântica identifica um erro nesse

raciocínio. Ao reduzirmos a intensidade da fonte deluz, sabemos que estamos

reduzindo o número de fótons que ela emite. Quando chegamos ao ponto em que os

fótons estão sendo emitidos um a um, não podemos mais reduzir a intensidade da

luz: teríamos de apagá-la. Existe um limite básico,imposto pela mecânica quântica,

à "suavidade" da nossa intervenção. E portanto haverá sempre um efeito mínimo

sobre a velocidade do elétron, causado pelo nosso ato de determinar a sua posição.

Bem, é quase assim. A lei de Planck diz que a energia de um fóton é proporcional à

sua freqüência (e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda).

Utilizando luz de freqüências cada vez mais baixas (comprimentos de onda cada vez

maiores), podemos produzir fótons cada vez mais suaves. Mas aqui está a questão.

Quando lançamos uma onda sobre um objeto, a informação que recebemos só nos

permite determinar a posição do objeto dentro de uma margem de erro igual ao

comprimento da onda lançada. Para uma percepção intuitiva desse fato importante,

imagine que você esteja tentando determinar a localização de uma grande rocha

ligeiramente submersa, observando a maneira como ela afeta as ondas do mar.