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Mecânica da
Partícula
Mecânica Clássica e Mecânica Quântica
Não
vou complicar muito, apesar de me alongar na explicação, e tentarei
responder a pergunta baseando-me no seguintes pontos:
1) Você já parou para pensar como analisamos fisicamente qualquer
sistema? Temos antes de mais nada observa-lo e retirar de alguma
forma as informações necessárias para construirmos o nosso modelo.
Um planeta orbitando ao redor do Sol, por exemplo. Como você pode
determinar a trajetória e a velocidade deste planeta no céu? Olhando
a luz por ele refletida, o que o faz visível. Acontece que a luz
utilizada para determinar as sucessivas posições do planeta não
afetam a sua trajetória. No mundo clássico as informações
necessárias podem ser conseguidas sem perturbação nenhuma (ou pelo
menos desprezível ) do sistema.
2) Agora imagine uma experiência mental (ou prática)em que você
queira determinar a trajetória e a velocidade de um elétron,
"observando-o". Parece a primeira vista que não teremos problema.
Entretanto o elétron interage fortemente com a "luz" que o ilumina,
como sabemos, e quando captamos a luz por ele refletida, esta
informação não traz informações imparciais do sistema, isto é, da
posição e da velocidade do elétron em questão. A luz interage
fortemente com o elétron, e por isso conseguimos obter as
informações da mesma forma que as obtivemos no caso do planeta.
Podemos apenas dizer que o elétron está (ou estava) em uma
"determinada região" do espaço e com uma velocidade compreendida
entre uma certa faixa.
Uma observação contínua é em nosso exemplo impossível pois a
hipotética trajetória do elétron existente anteriormente à
observação é agora completamente diferente (o sistema original é
assim dizendo "destruído") devido à interação com a luz. No mundo
microscópico não conseguimos obter simultaneamente todas as
informação necessárias com a precisão necessária à construção de um
modelo baseado na filosofia clássica, e o observar interfere
drasticamente no sistema. Em suma, extrapolando o que eu quero dizer
para o mundo clássico, seria algo como você tentar determinar a
forma de um caminhão não jogando luz sobre ele e recolhendo a
informação de retorno (com os olhos), mas sim atirando sobre ele
bolas de bilhar e coletando as informações do espalhamento destas.
Antes de você conseguir fazê-lo, o caminhão estará todo amassado, e
você nunca conseguirá saber como ele é (ou era) em seus mínimos
detalhes. Em suma, no mundo microscópico sempre temos alguma
incerteza nas informações que colhemos do sistema, incerteza essa
inerente à própria observação e que nada tem a ver com o instrumento
usado (independente de usarmos microscópico ótico, eletrônico,
etc.... sistemas baseados em partículas ou outro meio para
observa-lo),e que nos obriga a um tratamento estatístico e não
direto, como fazemos na mecânica clássica. A mecânica quântica é
pois o tratamento estatístico destes sistemas. Síntese: 1)No mundo
clássico o observador não influi no sistema a ser medido e temos um
tratamento direto (clássico). 2)No mundo microscópico isso não é
possível, o ato de observar (o observador portanto) sempre influi no
sistema de forma considerável, o que nos obriga a fazer um
tratamento estatístico. 3) A mecânica quântica nos fornece as
ferramentas para o tratamento estatístico desse sistemas
microscópicos. Dica: Quer saber mais sobre isso? Procure informações
sobre o Princípio da Incerteza.
Resposta de: Lauro Carvalho, UFMG, Belo Horizonte-MG |
