ESSA ONDA PEGOU - FINAL

Já a teoria apresentada por Schrödiner no ano seguinte, ao assumir como verdade física a hipótese da natureza ondulatória do elétron proposta por De Broglie, partia de idéias muito familiares aos cientistas da década de 20.

O próprio Schrödinger perceberia mais tarde que, embora partissem de pressupostos diferentes, as duas interpretações chegavam a equações absolutamente equivalentes. Era como se a realidade respondesse da mesma maneira, não importando a forma como a pergunta fosse feita. Conceitos como partículas e ondas são analogias talvez necessárias para se imaginar o mundo do átomo; mas é preciso ter claro que não são mais do que analogias. Como afirma o físico inglês John Gribbin, autor do livro À procura do gato de Schrödinger, "os átomos se parecem com átomos, e nada mais".

A dualidade da matéria, que ora se comporta como partícula ora como onda, cria situações inimagináveis ao nosso senso comum. Um efeito quase fantasmagórico é o que ocorre, por exemplo, na própria emissão daquelas partículas alfa descobertas por Rutherford. As partículas alfa estão longe de ter um nível de energia suficiente para ultrapassar o poderosíssimo campo de força que mantém os núcleos atômicos coesos: sua emissão, portanto, seria simplesmente impossível nos termos na Física clássica. Mas o caráter de onda de que também as partículas alfa são dotadas possibilita a passagem. O fenômeno, que ocorre com outras partículas subatômicas, como o elétron, é conhecido como efeito túnel e só pode ser explicado a partir da Mecânica Quântica.

Esses fatos todos parecem paradoxais porque nosso senso comum foi formado a partir de experiências cotidianas que não têm nada a ver com a realidade existente na escala do átomo. Conceitos como partícula e onda, tomados de empréstimo ao arsenal de idéias derivadas de experiências macroscópicas, permitem apenas uma explicação muito imperfeita do menos que microscópico mundo subatômico. A rigor, um elétron não é nem uma partícula nem uma onda, mas um outro nível de realidade, cujo comportamento às vezes pode ser associado ao de uma partícula e às vezes ao de uma onda.

A precariedade dos conhecimentos sobre o mundo subatômico não impede, porém, que tiremos bom proveito deles. Uma das aplicações tecnológicas do efeito túnel ocorre com o microscópio eletrônico, que substitui com grande vantagem os microscópios óticos. Nestes, os raios de luz são aproveitados através de lentes. Nos outros, feixes de elétrons são aproveitados através de campos eletromagnéticos. Como o comprimento das ondas eletrônicas é muito menor que o das ondas luminosas, o microscópio eletrônico acaba tendo um grau de definição muito maior que o dos microscópios óticos.

Será que a natureza ondulatória da matéria se restringe ao mundo subatômico?

Aparentemente, não. Ela já foi verificada também em relação a átomos completos. em princípio, não é fora de propósito dizer que todos os corpos do Universo têm uma onda associada: isso vale para os seres vivos como para os planetas, estrelas, galáxias e o Universo inteiro. Por que então não se pode perceber a onda de um homem ou de um planeta? O motivo é simples. O comprimento de onda diminui à medida que a quantidade de movimento do corpo aumenta. E esta depende não apenas da velocidade do corpo, mas também de sua massa. Como a massa de um corpo humano para não falar na de um planeta -é fantasticamente superior à de um elétron, o comprimento da onda associada ao homem é tão pequeno que escapa à detecção mais acurada.

O gato morto-vivo

Pegue um gato, um frasco de veneno-cianureto de potássio, por exemplo-, um martelo, um contador Geiger usado para medir radiatividade e, por fim, certa quantidade de material radiativo. Coloque tudo isso numa caixa e feche. Agora imagine: quando o material radiativo emitir uma partícula alfa, o contador Geiger registrará o fato e acionará um mecanismo que fará o martelo quebrar o vidro de cianureto. Resultado: o gato morre. Não há nenhuma lei da Física que informe o momento exato em que a partícula vai ser emitida. Imagine então que a probabilidade do material emitir a partícula em qualquer momento seja exatamente 50 por cento. O que estará acontecendo com o gato?

Se a partícula foi emitida, o contador registrou, o martelo quebrou o frasco e o gato morreu. Se a partícula não foi emitida, nada disso aconteceu e o gato deve estar pensando: "Que mal eu fiz para me enfiarem dentro desta caixa?" Um cientista, do lado de fora, não tem como saber se ocorreu uma situação ou outra. Enquanto não abrir a caixa, não poderá dizer se o gato está vivo ou morto. É como se ele estivesse num absurdo estado intermediário entre a vida e a morte.

Essa experiência evidentemente uma experiência mental foi proposta pelo físico Schrödinger para ironizar a idéia de indeterminação que Impregna todos os poros da Mecânica Quântica. Para ele, era evidente que o gato ou estava vivo ou estava morto, embora o cientista não pudesse saber a verdade. Da mesma forma pensava Schrödinger , é evidente que o elétron ou seria uma partícula ou uma onda, não as duas coisas ao mesmo tempo. Infelizmente para o físico, o mundo das partículas sub atômicas provou ser bem menos compreensível pelo senso comum que o mundo dos gatos. As sucessivas interpretações da Mecânica Quântica viriam mostrar, com clareza cada vez maior, que a dualidade partícula-onda e todo o indeterminismo da nova teoria decorrem não da ignorância do observador, como na experiência do gato, mas da própria natureza dos fenômenos observados.

A luz em pacotes

A mecânica Quântica só se desenvolveu graças a uma descoberta-chave feita em 1900 pelo físico alemão Max Planck (1858-1947). Ele constatou que qualquer tipo de radiação - a luz, por exemplo-só pode ser emitida, transmitida e absorvida em quantidades discretas de energia. Isso significa que o fluxo de energia é formado por uma quantidade de pequenos pacotes indivisíveis de energia os quanta (plural de quantum). A energia de cada quantum é igual à freqüência da radiação multiplicada por um valor constante, chamado constante de Planck e representado nas fórmulas pela letra h.

A descoberta de Planck permitiu que em 1905 Albert Einstein explicasse o efeito fotoelétrico, que intrigava os físicos da época. Esse efeito ocorre quando uma placa de metal recebe luz e emite elétrons, como se a força da luz expulsasse parte dos elétrons existentes nos átomos de metal. Einstein mostrou que o fenômeno só podia ser explicado se se pensasse a luz não como uma onda contínua, como a considerava a Física clássica, mas como um jorro de partículas os fótons, o que estava de acordo com a natureza quântica da energia descoberta por Planck.

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