Física quântica

Física quântica é o ramo da física relacionado aos corpos de escalas muito pequenas, como átomos e partículas subatômicas. A física quântica surgiu no final do século XX, quando a física clássica não foi mais capaz de explicar alguns problemas, como a radiação de corpo negro e o efeito fotoelétrico.

Veja também: Física de partículas – estudo das partículas elementares da matéria

Física quântica para leigos

A física quântica teve seu início no ano de 1920, depois de Max Planck ter explicado o fenômeno da emissão de radiação por um corpo negro ao sugerir a quantização da energia contida na radiação térmica. A palavra quantização indicava que a energia emitida pelo corpo negro era transferida em pequenos pacotes, com determinadas quantidades de energia.

Dessa maneira, toda a energia transferida na forma de radiação térmica deveria ser igual a um número inteiro desses pequenos pacotes de energia (hoje chamados de fótons), contrariando o que afirmava a física clássica, que admitia quaisquer valores de energia às ondas eletromagnéticas.

Apesar de Planck ter utilizado o argumento da quantização da energia para as ondas da radiação térmica com o intuito de explicar o que se observava experimentalmente, sua ideia foi adotada um tempo depois por outro físico brilhante, Albert Einstein. Einstein foi além e imaginou que a quantização não se aplicava exclusivamente à radiação térmica, mas sim a todas as frequências de ondas eletromagnéticas.

A partir desse momento, Einstein pôde explicar com sucesso o mecanismo por trás do efeito fotoelétrico. A explicação dada por ele sugeriu que luz e as demais ondas eletromagnéticas tinham a capacidade de comportar-se ora como onda, ora como partículas (quantidades definidas de energia).

Pouco tempo depois, Louis DeBroglie sugeriu que partículas como prótons, nêutrons e elétrons, que são pequenos pacotes de matéria, pudessem comportar-se como ondas. O físico francês chegou a calcular o comprimento de onda relacionado a cada partícula, e, para supresa de todos os físicos, o experimento de dupla-fenda mostrou que as partículas podiam sofrer interferência, difração, reflexão etc., assim como sofrem as ondas. Dessa forma nascia a mecânica quântica.

A física quântica estuda os átomos e as partículas subatômicas.
A física quântica estuda os átomos e as partículas subatômicas.

Por algum tempo, não se entendia como era possível um elétron comportar-se como uma partícula e como uma onda, a resposta para tal questão veio com os estudos de Werner Heisenberg, que nos apresentou o seu princípio da incerteza.

O princípio da incerteza de Heisenberg aponta a impossibilidade de obter-se, com total precisão, duas medidas simultâneas que fossem de grandezas relacionadas entre sí, como a posição e a velocidade de uma partícula. Nesse caso, se você soubesse, com certeza, a posição da partícula, perderia completamente a informação sobre a sua velocidade e vice-versa. Esse princípio mostrou-nos que a física quântica não é determinística como a física clássica, mas sim probabilística.

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Aplicações da física quântica

Vamos conferir algumas aplicações diretas da física quântica:

  • Espectroscopia: processo de analisar-se a luz emitida e absorvida por átomos. É uma técnica largamente utilizada na detecção de todo tipo de material, desde gases a sólidos.

  • Datação por carbono-14: hoje em dia, é possível estimar-se a idade de uma amostra de um material orgânico qualquer medindo-se o percentual de carbono-14 em seu interior. Acontece que esse tipo de carbono está presente em toda a matéria, mas sua quantidade total diminui-se pela metade a cada 5700 anos

  • Energia solar: toda a energia obtida por meio dos painéis solares só existe graças à descoberta e à interpretação do efeito fotoelétrico. Nesse fenômeno os fótons colidem com os elétrons do material, ejetando-os para fora do próprio material.

Veja também: Espectro solar – relacionado com as ondas eletromagnéticas produzidas pelo Sol

Física quântica e espiritualidade

Nos últimos tempos, tem sido cada vez mais comum encontrar livros, revistas, publicações e vídeos que falam sobre o poder da física quântica sobre o corpo e a mente, entretanto, do ponto de vista da física, não existe qualquer relação entre essas coisas.

A física quântica é uma área de conhecimento bem estabelecida, cujos fenômenos já foram extensivamente investigados e testados experimentalmente, sendo assim, em quaisquer outros contextos, como meditação quântica, oração quântica etc., ela não faz sentido algum.

A física quântica explica o comportamento de átomos e moléculas de acordo com cálculos de probabilidade e um grande formalismo matemático. Desse modo, por tratar-se de uma área do conhecimento pouco difundida, seu nome é associado a novas terapias e/ou técnicas, de modo a dotá-las de credibilidade.

Por: Rafael Helerbrock

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