A experiência mais bonita da física quântica:apostas betano telegram

apostas betano telegram Na física clássica, existem dois mundos bem diferenciados: as ondas (mecânicas ou eletromagnéticas) e as partículas (corpúsculos), ambos muito bem definidos.

Anteriormente se pensava que não havia relação entre estes dois mundos, mas no final do século 19, à medida que se conhecia o pequeno mundo (moléculas, átomos e seus componentes), descobriu-se que as menores partículas podiam se comportar como ondas.

Se as partículas se comportavam como ondas, tínhamos que saber qual era a onda associada a essas partículas: a "onda da partícula".

Ao mesmo tempo, naquela época, o inverso se tornou evidente: um comportamentoapostas betano telegramonda semelhante ao das partículas. Dois exemplos são o efeito fotoelétrico e o efeito Compton.

Luis De Broglie se baseou na definição que já existiaapostas betano telegramfótons: que eram as partículas que compõem a luz (na física clássica, uma onda) que se comportavam como partículas.

Assim, sabia-se que a massa dos fótons era zero, queapostas betano telegramvelocidade era a da luz e que eles tinham um impulso associado ao comprimentoapostas betano telegramonda dessa luz (comprimentoapostas betano telegramonda é uma característica das ondas que nos diz a que distância a onda volta a se repetir).

De Broglie pensou que se a luz podia se comportar como uma partícula e ter um impulso associado ao seu comprimentoapostas betano telegramonda, os elétrons poderiam se comportar como ondas e ter um comprimentoapostas betano telegramonda associado ao seu impulso.

Ele definiu o comprimentoapostas betano telegramondaapostas betano telegramDe Broglie, "a onda da partícula", como a constanteapostas betano telegramPlanck (um número muito pequeno, característico do mundo atômico) dividida pelo impulso da partícula.

Esta ideia não estava baseadaapostas betano telegramnenhum cálculo ou evidência. Era uma hipótese que precisava ser provada.

O experimento das duas fendas para luz

O experimento das duas fendas é uma experiência realizada no início do século 19 pelo físico inglês Thomas Young, com o objetivoapostas betano telegramapoiar a teoriaapostas betano telegramque a luz era uma onda e rejeitar a teoriaapostas betano telegramque a luz era composta por partículas.

Young lançou um feixeapostas betano telegramluz por duas fendas e viu que se produzia um padrãoapostas betano telegraminterferência sobre uma tela, uma sérieapostas betano telegramlistras brilhantes e escuras alternadas.

Este resultado seria inexplicável se a luz fosse composta por partículas, pois deveriam ser observadas apenas duas faixasapostas betano telegramluz na frente das fendas, mas é facilmente interpretável supondo que a luz seja uma onda e que sofra interferências.

Posteriormente, este experimento foi considerado na física quântica para demonstrar o comportamento ondulatórioapostas betano telegrampartículas muito pequenas, na escala dos átomos.

O experimento pode ser feito com elétrons, átomos ou nêutrons, produzindo padrõesapostas betano telegraminterferência semelhantes aos obtidos quando é realizado com luz. Isso mostra, portanto, esse comportamento ondulatório das partículas.

Vamos ver o que acontece no experimento das duas fendas se,apostas betano telegramvezapostas betano telegramum feixeapostas betano telegramluz, tivermos um feixeapostas betano telegramelétrons.

Estes elétrons podem ser lançados com qualquer velocidade que desejarmos, acelerando-os por meioapostas betano telegramuma diferença no potencial elétrico.

Como podemos escolher a velocidade destes elétrons e o comprimentoapostas betano telegramDe Broglie depende da velocidade, estamos na verdade escolhendo o comprimentoapostas betano telegramonda destes elétrons.

No entanto, a construçãoapostas betano telegramuma fenda dupla para o caso dos elétrons não é nada fácil. Só muitos anos depoisapostas betano telegrama ideia ter sido proposta é que este experimento pôde ser realizado.

Em 1961, Claus Jönsson acelerou um feixeapostas betano telegramelétrons por meioapostas betano telegram50 mil volts e passou este feixe por duas fendas com espaçamento e largura muito pequenos.

Primeiro, o feixeapostas betano telegramelétrons foi lançado por uma única fenda, e eles foram contados à distância com detectores. Os detectores que estavam diante da fenda contaram muito mais elétrons.

Em seguida, outra fenda foi feita, com a qual se observou altos e baixos na contagemapostas betano telegramelétronsapostas betano telegramacordo com a posição dos detectores.

Ou seja, havia detectores na altura da primeira fenda que recebiam menos elétrons quando havia duas fendas, do que quando havia uma.

A primeira coisa que pensaram é que era por causa da carga dos elétrons. Com carga negativa, estes elétrons podiam se repelir enquanto viajavam juntos no feixe.

Para comprovar isso, eles lançaram elétrons um a um com as duas fendas abertas, e o mesmo resultado foi obtido. Por isso, eles chegaram à conclusãoapostas betano telegramque estes altos e baixos indicavam que os elétrons haviam sofrido interferência e, portanto, possuíam propriedadesapostas betano telegramondas.

O padrão das interferências das duas fendas fotografado por Jönsson tinha semelhanças com os padrões das duas fendas obtidos com fontesapostas betano telegramluz, reforçando a evidência a favor da natureza ondulatória das partículas.

Ao mesmo tempo, outros experimentos foram feitos com partículas que chegaram à mesma conclusão: elas tinham propriedadesapostas betano telegramonda. Isso não era explicável a partir do pontoapostas betano telegramvista da física clássica,apostas betano telegrammodo que seria parteapostas betano telegramum grande ramo da física moderna, a física quântica.

O experimento impossívelapostas betano telegrammedir

Vamos fazer uma estimativa da ondaapostas betano telegramDe Broglie associada ao elétron. Se o elétron se move a uma velocidade próxima à da luz, por exemplo 0,6 vezes a velocidade da luz, seu comprimentoapostas betano telegramonda associado éapostas betano telegramaproximadamente 3 picômetros, um comprimentoapostas betano telegramonda muito pequeno, mas mensurável, dentro do espectro dos raios X ou gama.

Agora, vamos calcular o comprimentoapostas betano telegramondaapostas betano telegramDe Broglieapostas betano telegramum carro que pesa 1.000 kg e se move a uma velocidadeapostas betano telegram100 metros por segundo. O comprimentoapostas betano telegramonda associado a este carro éapostas betano telegram6,6 x 10⁻³⁹ m, que é tão pequeno que é impossívelapostas betano telegrammedir.

Portanto, não há experimento que possa mostrar a natureza ondulatóriaapostas betano telegramobjetos macroscópicos. Somente quando você penetra dentro do átomo para fazer experimentos com partículas atômicas e nucleares é possível observar o comprimentoapostas betano telegramondaapostas betano telegramDe Broglie, o comprimentoapostas betano telegramonda das partículas.

* Manuel D. Barriga-Carrasco é professor da Escola Técnica Superiorapostas betano telegramEngenheiros Industriais da Universidadeapostas betano telegramCastilla-La Mancha, na Espanha.

Este artigo foi publicado originalmente no siteapostas betano telegramnotícias acadêmicas The Conversation e republicado aqui sob uma licença Creative Commons. Leia aqui a versão original (em espanhol).

apostas betano telegram Sabia que a BBC está também no Telegram? Inscreva-se no canal apostas betano telegram .

apostas betano telegram Já assistiu aos nossos novos vídeos no YouTube apostas betano telegram ? Inscreva-se no nosso canal!