O experimento mental conhecido como gato de Schrödinger é um dos conceitos mais famosos e incompreendidos da mecânica quântica. Ao pensar profundamente sobre isso, os pesquisadores chegaram a insights espetaculares sobre a realidade física.
Quem inventou o gato de Schrödinger?
O físico austríaco Erwin Schrödinger, que ajudou a fundar a disciplina da mecânica quântica, concebeu seu enigma felino em 1935 como um comentário sobre os problemas originalmente apresentados pelo luminar Albert Einstein, de acordo com um artigo da revista Quanta.
Enquanto desenvolvia sua nova compreensão do domínio subatômico, a maioria dos colegas de Einstein e Schrödinger havia percebido que as entidades quânticas exibiam comportamentos extremamente estranhos. O físico dinamarquês Niels Bohr defendeu o entendimento de que partículas como elétrons não tinham propriedades bem definidas até serem medidas. Antes disso, as partículas existiam no que é conhecido como superposição de estados, com, por exemplo, 50% de chance de se orientar "para cima" e 50% de chance de se orientar "para baixo".
Einstein, em particular, não gostou dessa explicação indecisa. Ele queria saber exatamente como o universo sabe que alguém está medindo alguma coisa. Schrödinger destacou esse absurdo com seu notório gato conceitual.
Suponha que alguém construa uma engenhoca estranha, escreveu Schrödinger em um artigo de 1935 chamado "A situação atual na mecânica quântica". O aparelho consiste em uma caixa com um frasco selado de cianeto, acima do qual está suspenso um martelo preso a um contador Geiger, visando um pequeno pedaço de urânio levemente radioativo. Dentro da caixa, há também um gatinho (e lembre-se, este é um experimento mental que nunca foi realmente realizado).
A caixa está selada e o experimento é deixado em andamento por um período de tempo definido, talvez uma hora. Naquela hora, o urânio, cujas partículas obedecem às leis da mecânica quântica, tem alguma chance de emitir radiação que será então captada pelo contador Geiger, que, por sua vez, soltará o martelo e esmagará o frasco, matando o gato. por envenenamento por cianeto.
Segundo pessoas como Bohr, até que a caixa seja aberta e o status do gato seja "medido", ele permanecerá em uma superposição de vivos e falecidos. Pessoas como Einstein e Schrödinger se recusaram a essa possibilidade, o que não está de acordo com tudo o que nossa experiência comum nos diz - os gatos estão vivos ou mortos, não os dois ao mesmo tempo.
"faltava à física uantum um componente importante, uma história sobre como ela se alinhava às coisas do mundo", escreveu o jornalista científico Adam Becker em seu livro "O que é real?" (Livros Básicos, 2018). "Como um número fenomenal de átomos, governado pela física quântica, dá origem ao mundo que vemos ao nosso redor?"
O gato de Schrödinger é real?
O gato de Schrödinger chegou ao cerne do que era bizarro na interpretação da realidade de Bohr: a falta de uma linha divisória clara entre os domínios quântico e cotidiano. Enquanto a maioria das pessoas pensa que ele fornece um exemplo em apoio a partículas que não possuem propriedades claramente definidas até serem medidas, a intenção original de Schrödinger era exatamente o oposto - mostrar que tal ideia não fazia sentido. No entanto, por muitas décadas, os físicos ignoraram amplamente esse problema, passando para outros dilemas.
Mas, a partir da década de 1970, os pesquisadores conseguiram mostrar que partículas quânticas podem ser criadas em estados que sempre correspondem umas às outras - portanto, se uma mostra uma orientação "para cima", a outra será "para baixo" - um fenômeno que Schrödinger chamou de emaranhamento. . Esse trabalho foi utilizado para sustentar o campo emergente da computação quântica, que promete produzir máquinas de calcular muito mais rápidas que as tecnologias atuais.
Em 2010, os físicos também conseguiram criar uma versão do mundo real do gato de Schrödinger, embora de uma maneira que não envolva felicídio (também conhecido como assassinato de gatinhos). Os cientistas da Universidade da Califórnia, em Santa Barbara, construíram um ressonador, basicamente um pequeno diapasão, do tamanho de um pixel na tela do computador. Eles o colocaram em uma superposição na qual ele oscilava e não oscilava ao mesmo tempo, mostrando que objetos relativamente grandes podem ocupar estados quânticos bizarros.
Experimentos mais recentes colocaram grupos de até 2.000 átomos em dois lugares diferentes ao mesmo tempo, obscurecendo ainda mais a linha divisória entre o microscópico e o macroscópico. Em 2019, pesquisadores da Universidade de Glasgow conseguiram tirar uma foto de fótons emaranhados usando uma câmera especial que tirava uma foto sempre que um fóton aparecia com seu parceiro emaranhado.
Embora os físicos e filósofos ainda não tenham concordado em como pensar sobre o mundo quântico, as idéias de Schrödinger produziram muitos caminhos frutíferos de pesquisa e provavelmente continuarão a fazê-lo no futuro próximo.
