Teoria dos Quanta

Uma breve introdução aos genitores e suas ideias

Física Ensino Superior Ensino Médio Geral Mecânica Quântica

A mecânica quântica, talvez uma das áreas mais obscuras e não integralmente entendidas da física e do mundo, continua a nos intrigar diariamente com seus mistérios. No início do século XX (anos de extremo florescimento científico) não era diferente. Estudiosos como Albert Einstein, Niels Bohr, Max Planck e Werner Heisenberg foram de extrema relevância para a difusão, compreensão e aprofundamento da ciência quântica.

Max Planck, que já esteve próximo de descobrir a relatividade geral antes de Einstein, em 1900, calculou o campo elétrico em equilíbrio no interior de uma caixa quente. Na ausência de artifícios simplificatórios do complexo cálculo, Planck imaginou a energia do campo como "quanta", isto é, pequenos pacotes de energia. O procedimento foi bem sucedido, mas conflitava com os saberes da época, que ressaltavam a continuidade da distribuição de energia.

Então, cinco anos depois, Albert Einstein, confirma a real existência dos "pacotes de energia", mostrando que a luz é feita de partículas - conhecidas como fótons-, e escreve na introdução do seu estudo:

“Parece-me que as observações associadas à fluorescência, à produção de raios catódicos, à radiação eletromagnética que emerge de uma caixa e outros fenômenos semelhantes ligados à emissão e à transformação da luz são mais compreensíveis se assumirmos que a energia da luz se distribui no espaço de maneira descontínua. Aqui, considero a hipótese de que a energia de um raio de luz não se distribui de maneira contínua no espaço, mas consiste, em vez disso, em um número finito de ‘quanta de energia’ que estão localizados em pontos do espaço, movem-se sem dividir-se e são produzidos e absorvidos como unidades singulares.”

Será por esse trabalho que, mais tarde, Einstein ganhará o seu Prêmio Nobel. Nas palavras de Carlo Rovelli, "Se Planck é o pai da teoria, Einstein é o genitor que a fez crescer".

Com o passar dos anos, de 1910 a 1920, quem assume papel principal na desenvoltura da teoria quântica é o dinamarquês Niels Bohr, responsável pelos "saltos quânticos" (o fóton pode ser absorvido ou emitido durante um salto), que pode ser ligeiramente entendido durante queimas de fogos de artifício.

Em 1925, no entanto, com Werner Heisenberg, um gênio alemão ainda jovial, há o surgimento das primeiras equações da nova teoria. Ele imagina que os elétrons não existam a todo momento, mas apenas quando há interação. "Quando ninguém o perturba, ele não está em nenhum lugar preciso. Não está em um lugar".

É assim a teoria dos quanta, preenchida de mistérios e dúvidas, com desenvolvimento lento e, muitas vezes, impreciso.