A Física Quântica, de um jeito que você vai entender!

se você quiser fazer uma torta de maçã do zero primeiro precisa criar o universo as inesquecíveis palavras de Carl Sagan abrindo um dos episódios de Cosmos eram acompanhadas de uma informação interessantíssima se você cortar essa torta ao meio e depois cortar um dos pedaços pela metade e assim sucessivamente só vai conseguir repetir essa ação cerca de 90 vezes após tantos cortes as metades que restaram tão pequenas que entrariamos no mundo sub atômico o lugar onde as regras são tão diferentes que o tornam extremamente difícil de entender nós percebemos a realidade macroscopicamente nosso cérebro já nasce

encarregados com programas capazes de lidar com os problemas macroscópicos que enfrentaremos instintiva que se empurrarmos o chão para trás vamos nos mover para frente e fazemos isso primeiro apoiados em quatro apoios depois em dois sabemos naturalmente também que devemos ingerir comida para reagi-la quimicamente dentro de nossas células e manter suas máquinas biológicas funcionando intuitivamente exploramos o mundo em volta de nós E aprendemos o que é saudável e o que é perigoso durante duas centenas de milhares de anos nosso aprendizado não ultrapassou muito esses limites até que começamos a perceber padrões tudo que caía caía com

a mesma aceleração determinadas épocas do ano eram mais quentes outras mais frias a temperatura da água parava de subir quando ela começava a ferver foi o entendimento desses padrões que começou a melhorar as nossas vidas ele permitiu o aparecimento da Agricultura das Ferramentas e da civilizações muitas cabeças convivendo e pensando juntas formalizaram o que os gregos chamavam de conhecimento da natureza ou física como costumamos chamar Atualmente as leis descobertas por Kepler e Newton e as observações astronômicas de Galileu foram Suas pedras fundamentais e os novos cérebros embasados em conhecimentos sólidos e comprovados dos antigos aperfeiçoaram

ainda mais uma maneira o mundo muito mais próximo da realidade até que chegamos ao nonagésimo corte da torta de maçã O problema é que as leis que funcionam no nosso mundo o macroscópico parecem não valer para o outro mundo ou sub atômico e como nosso cérebro é ajustado para entender o macroscópicone quando se depara com o sub atômico o próprio Richard Fire um dos principais formuladores da mecânica quântica dizia que se você acha que entende a física quântica é porque você não entende a física quântica preparado para entender ou inteligível o grande problema da mecânica

quântica já aparece em seu nome quântica como a palavra sugere indica a quantidade nós descobrimos que o mundo sobre atômico é formado por pequenos pacotes de energia ou pequenas quantidades de energia cada partícula elementar é um desses pacotes terremos por exemplo a primeira partícula elementar que descobrimos Fácil Saber Onde encontramos não Afinal os elétrons Ou pelo menos a descarga de uma quantidade monstruosa deles é um evento bastante comum na nossa atmosfera os gregos assim como outros povos antigos também haviam notado que o âmbar ao ser friccionado num pedaço de pele passava a atrair objetos leves

isso acontecia porque o âmbar se eletrificava como sabemos hoje e foi por isso que o elétron ganhou esse nome ambar em grego é Eletro as experiências com eletricidade ocorriam portanto desde a Grécia antiga mas foi só no século XIX que se descobriu que o elétron era uma partícula subatômica que é atraída pelo próton presente no núcleo atômico Foi então que esta representação do átomo ficou famosa e tudo pareceu estar no seu lugar Afinal átomos pensados dessa maneira lembra muito o sistema solar não a impressão era de que as regras que valem para o extremamente grande

tinham versões semelhantes para o extremamente pequeno O que seria um desdobramento daquele universo determinista que newton-mos tinha dado mas isso aqui não era verdade um mundo sobre atômico não se parece nem um pouco com o mundo dos astros uma das primeiras vezes em que isso se confirmou foi quando fizeram um experimento da dupla fenda Imagine que você tem uma arma de Paintball na sua frente ao muro com duas fendas e atrás dele uma parede se você atirar aleatoriamente as bolinhas de tinta no muro algumas atravessaram E marcaram a parede formando duas faixas certo é assim

que as coisas se comportam no mundo real mas não no mundo sob atômico quando encolhemos o experimento para lançar elétrons ao invés de bolas de tinta através das fendas o desenho que eles formam na parede é esse ele é chamado de padrão de interferência algo impossível de ser feito por partículas como bolas de paintball mas bastante previsíveis caso que ultrapasse a fenda sejam ondas e não partículas nós sabemos como onda se comportam no mundo macroscópico sabemos também como elas interferem umas nas outras quando ocorrem simultaneamente pois Era exatamente isso que estávamos vendo no experimento a

interferência entre duas ondas aquilo que escapava do feixe de elétrons quando ele batia no muro com as duas fendas isso faz com que mais elétrons atinjam a parede onde as ondas se sobrepõe criando este padrão e assim como o movimento das ondas no mundo macroscópico o comportamento dos elétrons também pode ser previstos seguindo uma equação esta aqui a equação de schrodinger não vamos nos debruçar sobre a matemática de mecânica quântica porém a intenção desse vídeo é apenas fazer você entender que o mundo sobre atômico também segue regras mas que elas são muito diferentes das do

mundo que conseguimos perceber isso não quer dizer que elétrons são ondas quando os observamos no mundo real eles são partículas matematicamente porém eles são ondas dá para descobrir propriedades reais de uma partícula subatômica como velocidade oposição ao fazermos operações matemáticas nessas ondas por exemplo para saber a posição pegamos a amplitude da onda e elevamos ao quadrado isso transforma onda desta maneira e ela passa a representar a probabilidade de distribuição daquela partícula é mais provável encontrar o elétron nessa posição do que nessa Por exemplo quando medimos onde o elétron está ele vai aparecer em um dos

pontos da onda esse é o maior problema da física quântica ela é probabilística Nunca sabemos onde está uma partícula mas temos uma boa noção de onde ela deve estar percebe o quanto ela difere da física clássica onde conseguimos planejar por exemplo o pouso de uma sonda em uma lua de Saturno com precisão quase milimetrica E o pior é que não dá para saber nem se a função de onda realmente existe porque quando medimos qualquer coisa sob atômica ela age como partícula no experimento da dupla fenda por exemplo no momento em que os elétrons batem na

parede são absorvidos por seus átomos eles passam a agir como partículas e é por isso que conseguimos medi-los esse fenômeno se chama colapso da função de onda e os cientista simplesmente ainda não sabem porque ele acontece e isso vale para todas as partículas fundamentais lembra das faixas de absorção espectrais que nos permitem saber a composição das estrelas e Planetas distantes pois elas aparecem justamente através da mecânica quântica cada átomo possui uma configuração própria e a luz que ele emite nada mais é do que o excesso de energia absorvido por um elétron remetido quando ele volta

ao seu estado normal É como se os átomos fossem cordas de guitarra quando batemos em uma ela sempre vibra da mesma maneira e o mesmo acontece com os átomos quando os elétrons voltam para órbitas mas estáveis os fótons que eles emitem possuem sempre a mesma quantidade de energia a mesma conta é por isso que conseguimos identificar Quais elementos estão presentes nas estrelas e nos outros planetas e como as medições destas aqui na terra são idênticas escolhidas nos astros temos certeza de que tudo no universo é feito da mesma matéria que temos por aqui falando em

estrelas há um outro fenômeno quântico que está intimamente ligado a elas o túnellamento enquanto uma partícula está agindo como onda ela pode por exemplo o atravessar Barreiras Como Se passasse por túneis ela decai exponencialmente enquanto as atravessa e é por isso que isso é possível atravessar a Barreiras muito finas mas se ela não de cair completamente Há uma possibilidade de uma partícula ser encontrada do outro lado quando a medida e é exatamente isso que acontece no coração do Sol os prótons que estão lá se repelem já que suas cargas são positivas e a temperatura não

é alta o suficiente para disparar a fusão mas como a enorme pressão da gravidade os força ficarem muito próximos a possibilidade de um próton tunelar dentro de outro é enorme é assim que dois protam se unem e formam o núcleo de Hélio no sol a fusão nuclear que libera toda a energia do sol e permite a vida na Terra acontece por Tonelada quântico e o tal princípio da incerteza de heisen como funciona lembra que a função de onda define a posição e a velocidade da partícula a posição é definida pela amplitude e a velocidade pelo

comprimento da onda essa onda específica nos indica esse desenho de probabilidade de posição ou seja não sabemos exatamente onde a partícula está só que ela está dentro deste desenho não sabemos também a sua velocidade porque a onda possui vários comprimentos certo é tudo tão mais simples no mundo real Olha lá a moto andando a 40 km por hora atravessando a ponte dá até um certo alívio não mas voltemos a nossa contra intuitiva mecânica quântica daria para sabermos a velocidade da partícula se a onda que é representada se fosse assim afinal ela só teria um cumprimento

O problema é que a representação da probabilidade da posição dela seria assim ela poderia estar literalmente em qualquer lugar do universo já essa onda só tem uma posição ou seja sabemos exatamente onde a partícula está só que a sua amplitude é enorme para se saber a velocidade exata teríamos que destrinchar a onda em diversas outras com um só comprimento Cada uma com uma amplitude diferente Ou seja é impossível saber sua velocidade foi isso que o Heisenberg postulou você consegue descobrir a velocidade de uma partícula sem saber onde ela está ou sua posição sem definir sua

velocidade partículas quânticas portanto estão em um constante estado de incerteza como o famoso gato dentro da caixa com o frasco de veneno ele permanece Vivo e morto simultaneamente até alguém abrir a caixa e assim causar a medição Torço pela vida do pobre feliz então a física quântica descreve o mundo através de equações matemáticas onde cada partícula fundamental age como uma onda essas ondas porém colapso quando as observamos passando agir como partículas físicas consequências desse comportamento são a superposição de ondas o tunelamento quântico a quantização da energia específica de cada átomo e o princípio da incerteza

de Heisenberg esse cara aqui fácil de entender não porque você acha que o fineman disse que se você acha que entendeu física quântica é porque não entendeu a física quântica o importante é compreender que mesmo tão abstrata aos nossos cérebros ajustados a uma microscópico a mecânica quântica funciona sem ela não teríamos isso nem isso muito menos isso e nem isso aqui também então quando alguém te perguntasse Você sabe o que é mecânica quântica Diga que o mundo do extremamente pequeno é regido por regras fundamentamente misteriosas bastante diferentes daquelas que governam o nosso mundo os nossos

poderosos cérebros porém foram capazes de interpretá-las usando a matemática saber que partículas fundamentais se comportam como ondas como não são observadas e se tornam sólidas quando detectadas é apenas um detalhe o mais importante é a certeza de que há pelo menos uma espécie no universo que compreende seus segredos mais ocultos e que você faz parte dela agora que você sabe um pouco mais sobre o infinitamente pequeno que tal conhecer o infinitamente grande clique nesse vídeo e Entenda como medimos o tamanho do universo Esses foram os seguidores que contribuíram com o crescimento do canal nesta semana

eu sou Juliano riguetto e você acabou de assistir a mais um somos míopes porque somos Breves