Princípio da incerteza | 5 pontos para entender a teoria de Werner Heisenberg | por Marília Marasciulo in Revista Galileu – Globo

A vida do alemão Werner Heisenberg, que nasceu em 5 de dezembro de 1901 e viveu até 1º de fevereiro de 1976, é cercada de incertezas. O físico foi um dos cientistas que ajudou o governo nazista de Hitler a (tentar) criar uma bomba atômica durante a Segunda Guerra Mundial. Por erros de cálculos, não deu certo — e ninguém sabe se porque Heinserberg falhou de propósito ou sem querer. Jamais saberemos.

A mesma imprecisão se aplica à teoria criada por ele, em 1927, que deu origem aos estudos da mecânica quântica. O princípio da incerteza de Heinsenberg garantiu ao alemão o Nobel de Física em 1932, e até hoje é um dos conceitos mais importantes da física quântica. Entenda:

1. Um ideia contraintuitiva
As ideias da teoria quântica, que já vinham sido desenvolvidas por físicos como Niels Bohr, Paul Dirac e Erwin Schrodinger, tinham uma lógica pouco intuitiva: elas propunham que a energia não era contínua, mas sim dividida em “pacotes” (quanta). A luz, por sua vez, poderia ser descrita como uma onda e um fluxo desses pacotes.

2. Impossível precisar
O princípio da incerteza define que não podemos medir a posição (x) e o momentum (p) de uma partícula com total precisão. E mais: quanto mais precisamente conhecemos um dos valores, menos sabemos o outro. Se multiplicarmos os erros nas medições dos valores, o resultado deve ser um número maior ou igual de uma constante que recebeu o nome de “h-barra”. Ela, por sua vez, é igual à constante de Planck (representada por h, que mede a granulosidade do mundo em suas menores escalas, e vale 6.626 x 10^-34 J.s) dividida por 2π.

3. O limite do compreensível
A teoria de Heinsenberg também determina que há um limite para o que podemos saber sobre o comportamento das menores escalas da natureza, que chamamos de partículas quânticas. O máximo que podemos fazer é calcular as probabilidades de como elas vão se comportar e onde estão — algo bem diferente do universo de Isaac Newton, no qual o movimento segue leis claras e fazer previsões é relativamente simples, se conhecidas as condições iniciais.

4. Uma explicação para o inexplicável
O princípio da incerteza explica por que os átomos não implodem, como o sol brilha e por que o vácuo espacial, na verdade, não está vazio (entendem a parte do inexplicável?). Veja o caso dos átomos: eles têm elétrons com cargas negativas orbitando um núcleo com cargas positivas. Pela lógica da física clássica, de que os opostos se atraem, tudo deveria entrar em colapso. E por que isso não acontece?

Segundo o princípio da incerteza, se um elétron se aproxima demais do núcleo, sua posição seria conhecida com precisão — a medição do momentum (ou velocidade), por sua vez, seria muito imprecisa. Se fosse esse o caso, o elétron seria rápido o suficiente para sair por completo do átomo.

5. Sim, mas e o vácuo?
Por definição, vácuo é ausência de tudo. Menos para teoria quântica: existe uma incerteza na quantidade de energia dos processos quânticos e no tempo necessário para que os processos de fato aconteçam. Além do cálculo de posição e momentum, a equação de Heisenberg serve para calcular energia e tempo. A lógica é a mesma: quanto mais se sabe sobre uma, menos se sabe sobre a outra.

Por esse motivo, é possível que em períodos extremamente curtos de tempo a energia de um sistema quântico seja muito incerta, a ponto de partículas surgirem no vácuo. Mas isso não dura muito — elas logo se aniquilam e tudo volta ao normal. Seja lá o que normal signifique para a física.

https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2020/02/principio-da-incerteza-5-pontos-para-entender-teoria-de-werner-heisenberg.html

Deixe uma Resposta

Preencha os seus detalhes abaixo ou clique num ícone para iniciar sessão:

Logótipo da WordPress.com

Está a comentar usando a sua conta WordPress.com Terminar Sessão /  Alterar )

Google photo

Está a comentar usando a sua conta Google Terminar Sessão /  Alterar )

Imagem do Twitter

Está a comentar usando a sua conta Twitter Terminar Sessão /  Alterar )

Facebook photo

Está a comentar usando a sua conta Facebook Terminar Sessão /  Alterar )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.