MARCELO GLEISER
COLUNISTA DA FOLHA
Na semana passada escrevi sobre as máquinas quânticas, que têm dimensões tão pequenas que vivem na fronteira entre o nosso mundo, o mundo clássico, e o mundo quântico, dos átomos. Imagino que vários leitores queiram saber mais sobre essa fronteira, ou mesmo sobre o que é esse tal mundo quântico, com sua fama de estar repleto de mistérios.
Começo afirmando que a fama é mesmo merecida. No mundo dos átomos, efeitos estranhos, aparentemente mágicos, ocorrem com freqüência. Aliás, são a regra e não a exceção. Por exemplo: no nosso mundo, quando vemos uma bola de bilhar rolando sobre uma mesa, podemos afirmar com confiança onde ela está e estará no futuro. Entretanto, se a bola fosse um elétron ou um próton, não poderíamos mais afirmar nada com certeza. No máximo, poderíamos estimar a probabilidade de o elétron estar nessa ou naquela posição em determinado momento. Algo acontece quando mergulhamos no mundo do muito pequeno, algo que distorce o significado das coisas, transformando o certo em apenas provável.
Em 1924, o francês Louis de Broglie propôs que todas entidades materiais em movimento -você, eu, a bola na mesa, o elétron nos átomos- podem ser consideradas ondas. Einstein tinha sugerido algo semelhante com a luz: em 1905, conjeturou que ela pode ser vista como uma onda ou uma partícula, que mais tarde foi chamada de fóton. De Broglie ofereceu uma fórmula para calcular o comprimento de onda de um determinado objeto. Antes, uma explicação. Imagine ondas passando em sucessão, crista após crista, como acontece quando uma pedra é jogada numa poça d'água. A distância entre as cristas é chamada de comprimento de onda. No caso da pedra caindo na poça, o comprimento de onda é da ordem de centímetros.
Se tudo é onda, por que não vemos o mundo à nossa volta ondulando? A resposta se encontra na fórmula proposta por De Broglie. O que deve ser comparado é o tamanho do objeto com seu comprimento de onda: se os dois forem semelhantes, efeitos quânticos são importantes. Se o objeto for muito maior do que o seu comprimento de onda, os efeitos quânticos são desprezíveis. Todos os processos quânticos são controlados por uma constante fundamental chamada "constante de Planck" (representada pela letra h), que é extremamente pequena. Por exemplo, o comprimento de onda (l) de um objeto é proporcional à constante de Planck (h) e inversamente proporcional ao produto de sua massa (m) por sua velocidade (V): l = h/ (mV). A fórmula de de Broglie! Está tudo aqui: como a constante h é pequena, para que um objeto tenha efeitos quânticos mensuráveis, seu momento (o produto mV) tem também de ser muito pequeno. Por exemplo, uma gota d'água pingando de uma torneira tem um comprimento de onda aproximado de um trilionésimo de trilionésimo de metro (10-24 m). Tomando seu tamanho como 0,1 mm, ou 10-4 m, o efeito acaba se tornando desprezível. Você, caro leitor, movendo-se em um carro a 60 km/h, tem um comprimento de onda um trilionésimo de metro menor que isso. (Não vale pôr velocidade zero, pois a fórmula não é aplicável para corpos em repouso. Ondas têm de se mover.)
Toda a mágica quântica vem dessa chamada dualidade partícula-onda. Infelizmente, os efeitos desaparecem no nosso mundo, ou mesmo no mundo das bactérias, com milionésimos de metro. Porém, no mundo dos átomos, a mágica jamais pára.
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