Física Quântica

A física quântica não tem ligação com espiritualidade. Esse ramo da física surgiu no início do século XX e teve como principais nomes Albert Einstein, Erwin Schrödinger etc

A física quântica é um dos ramos mais recentes da Física e, infelizmente, é uma das áreas que mais atrai a atenção de charlatões e enganadores. Nesta matéria explicaremos os conceitos básicos da Física Quântica e por qual motivo ela não tem relação com a espiritualidade.

O que estuda a física quântica

De maneira resumida, a física quântica estuda o comportamento da matéria em escalas subatômicas (ou seja, moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras partículas subatômicas, embora também possa descrever certos fenômenos macroscópicos). Esse ramo da física teve seu surgimento na virada do século XIX para o século XX.

Ela difere da física clássica, na qual os fenômenos físicos pertenciam a duas categorias distintas: os mecânicos e os eletromagnéticos. Além disso, cada uma dessas categorias possuem seus fenômenos ondulatórios – tanto as ondas mecânicas, que dependem de um meio material para se propagar, quanto as ondas eletromagnéticas, que não dependem de um meio para se propagar.

O surgimento da física quântica se deu em um momento no qual diversos cientistas acreditavam que a Física estava terminada e só haveriam poucos ajustes a serem feitos. Mas ainda havia muito o que se explicar, como, por exemplo, a radiação de corpo negro. Tal fenômeno só pôde ser explicado quando uma nova física surgiu: a física quântica.

Aplicações da física quântica

A Física Quântica está muito presente em nosso dia a dia. Mas nenhuma de suas aplicações está ligada à espiritualidade.

  • Lasers usados na medicina, nos videogames, etc.;
  • Placas de aquecimento solar;
  • Medicina por imagem;
  • Monitores e televisores de alta resolução;
  • Entre diversas outras coisas.

Sem a Física Quântica, não haveria o mundo contemporâneo, conforme aponta o Professor Ramayana Gazzinelli.

Principais teóricos

Como qualquer outra área da ciência, a física quântica não foi construída por apenas uma pessoa. Apresentaremos uma pequena lista com alguns pensadores que foram fundamentais para o desenvolvimento dessa área.

Albert Einstein (1879-1955)

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Albert Einstein talvez seja um dos principais nomes da ciência moderna. No ano de 1905, Einstein publicou um artigo no qual explicava o efeito fotoelétrico. Esse efeito é, resumidamente, a geração de corrente elétrica a partir da incidência de luz em uma placa metálica. Por conta desse fenômeno, a geração de energia solar é possível hoje em dia. Por conta da explicação teórica do efeito fotoelétrico, Einstein foi laureado com o prêmio Nobel de Física.

Max Planck(1858-1947)

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Max Karl Enrst Ludwig Planck é considerado o fundador da física quântica. Ao estudar a radiação de corpo negro, Planck postulou uma constante física que atualmente é conhecida como Constante de Planck. A hipótese de Planck é a de que a energia de um certo corpo deveria ser emitida na forma de pacotes de energia, que, em latim, são os quanta (no plural, quantum). Devido a isso, a área da física recebe o nome de física quântica. Ou seja, a física dos pacotes de energia.

Erwin Schrödinger (1887-1961)

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Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger é outro dos principais nomes da física quântica. Ele é conhecido mundialmente por conta de um experimento de pensamento no qual um gato é colocado em uma caixa com material radioativo e que, até que a caixa seja aberta, o gato estará vivo e morto ao mesmo tempo. Esse experimento de pensamento foi elaborado para ilustrar um conceito postulado pela corrente de estudos em física quântica de Copenhagen. Além disso, Schrödinger também é conhecido pela equação de Schrödinger, a qual diz que o estado quântico de um sistema físico (por exemplo, o átomo de hidrogênio) muda ao longo do tempo.

Niels Bohr (1885-1962)

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Niels Henrik David Bohr, além de ser conhecido por conta de seu modelo atômico, também teve contribuições cruciais para a consolidação da física quântica. Em seu modelo atômico, Bohr propôs que os elétrons são discretos, ou seja, se apresentam apenas em quantidades inteiras. Além disso, ao se movimentarem pelas órbitas dos átomos eles podem mudar de órbita e variar os níveis de energia.

Max Born (1882-1970)

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Max Born, com Werner Heisenberg, é responsável pela abordagem matricial da Mecânica Quântica. Além disso, ele formulou a interpretação padrão da função de densidade de probabilidade para a equação de Schrödinger, a qual trata da probabilidade de uma onda estar em um determinado local em um determinado tempo.

Esses são apenas alguns entre os diversos pensadores que foram importantes para a consolidação da física quântica.

Física quântica e espiritualidade

Apesar de a física quântica ter diversas interpretações, ela é o que chamamos de conhecimento científico. Dessa forma, não há ligação alguma com conceitos subjetivos como espiritualidade ou religião.

A relação entre física quântica e espiritualidade pode ter surgido no ano de 1975, quando o autor Fritjof Capra publicou o livro O Tao da Física, no qual busca encontrar uma ligação entre religiões leste-asiáticas e a física quântica. No decorrer da obra, o autor busca entender mudanças no mundo por meio do pensamento religioso e das produções científicas de Bohr, Aristóteles, etc.

A obra de Capra influenciou autores em diversas áreas, desde Direito a autoajuda.

O pensamento apresentado por Capra e alguns outros autores não é tão simples como aparenta ser. Durante o desenvolvimento da física quântica, a concepção de uma realidade além da observada foi motivo de discórdia entre dois pensadores importantes: Einstein e Bohr. A partir dessa discussão, Einstein disse a célebre frase: “Deus não joga dados com o universo”, de modo a contra-argumentar com Bohr, visto que este havia dito que só seria possível afirmar a posição e velocidade de um elétron ao observá-lo.

A aceitação e difusão da pseudociência que é a união entre física quântica e espiritualidade está ligada à apropriação de termos científicos. Estes termos tendem a transmitir confiança – o que é uma clara herança de um pensamento positivista.

Física quântica para leigos

Para que você não caia em charlatanismo quântico, indicaremos alguns livros para entender melhor os conceitos básicos de física quântica

  1. Teoria quântica: estudos históricos e implicações culturais (2011), de Olival Freire Jr., Osvaldo Pessoa Jr. e Joan Lisa Bromberg: A obra discute aspectos históricos do desenvolvimento da física quântica. Além disso, fala de suas implicações filosóficas e culturais.
  2. Alíce no País do Quantum (1998), de Robert Gilmore: Nessa obra que mistura fantasia e ciência, Alice embarca em uma aventura subatômica. Por meio da alegoria escrita por Robert Gilmore, é possível conhecer os fundamentos da física quântica
  3. 50 ideias de Física Quântica (2015), de Joanne Baker: De maneira resumida e acessível, a autora, Joanne Baker, explica 50 ideias de física quântica e mostra que o mundo subatômico não é tão intuitivo quanto parece.

Os livros sugeridos são ótimas leituras iniciais se você quiser começar a conhecer melhor os conceitos de física quântica.

Vídeos sobre física quântica

Assista alguns vídeos sobre física quântica e aprofunde ainda mais seus conhecimentos:

Como a física quântica surgiu?

Nesse vídeo, Henrique Sobrinho Ghizoni, do canal Ciência em si, comenta os principais motivos para o surgimento da física quântica.

O que é efeito fotoelétrico?

Quer saber mais sobre quais foram as principais contribuições de Albert Einstein para a física quântica? Nesse vídeo, Henrique Sobrinho Ghizoni fala sobre isso e sobre o efeito fotoelétrico.

Breve história da física quântica

Aqui, o professor Gil da Costa Marques explica, de maneira breve, um pouco da história e do desenvolvimento da física quântica.

As diferentes interpretações da Física Quântica

O professor Osvaldo Pessoa Jr. fala nesse vídeo sobre diferentes interpretações da física quântica

Agora você sabe um pouco mais sobre física quântica e não cairá no papo de charlatões quânticos. Para entender melhor esse ramo da física, veja também quem foi Marie Curie.

Referências

COSTA, T. T., REIS, J. C., GUERRA, A. A apropriação do termo “quântico”: utilizando a Natureza da Ciência para desmistificar a visão pseudocientífica da mecânica quântica,2011.
PESSOA JR, O. Conceitos de Física Quântica. 2003

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Física Quântica. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/fisica-quantica. Acesso em: 29 de October de 2020.

Exercícios resolvidos

1. [Udesc]

Analise as proposições com relação à mecânica clássica, à mecânica relativística e à mecânica quântica.

I. A mecânica clássica é válida para descrever os movimentos cujas velocidades sejam próximas à velocidade da luz.
II. Quanto mais próxima da velocidade da luz estiver uma partícula, menor serão os efeitos relativísticos.
III. A mecânica quântica deve ser utilizada para se estudar o movimento de partículas subatômicas.
IV. A dualidade onda-partícula refere-se ao fato de que partículas podem exibir comportamento ondulatório e radiação podem ter comportamento corpuscular.
V. No efeito fotoelétrico assume-se que a radiação eletromagnética é constituída por um feixe de partículas (fótons).

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas I, II e V são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas IV e V são verdadeiras.

I. FALSA. A mecânica clássica não pode dar conta de descrever objetos muito pequenos com dimensões subatômicas e com velocidade muito altas, próximas à velocidade da luz.
II. FALSA. Quanto mais próximo da velocidade da luz, maior serão os efeitos relativísticos.
III. Verdadeira
IV. Verdadeira
V.. Verdadeira

Alternativa correta: C

2. [UEG]

Em 1900, Max Planck propôs uma explicação sobre a radiação de corpo negro. Sua equação ficou conhecida em todo mundo por relacionar pela primeira vez a energia emitida por um corpo negro com sua frequência de emissão em pacotes discretos, chamados de fótons. A constante de proporcionalidade ficou conhecida como constante de Planck.

A unidade de medida dessa constante é dada por:

a) kg•m²/s²
b) Hz
c) J•s
d) cal/g°C
e) J/kg

Alternativa correta: C

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