No experimento mental mais famoso do mundo, o físico Erwin Schrödinger descreveu como um gato em uma caixa poderia estar em uma situação incerta. As regras peculiares da mecânica quântica significavam que ele poderia estar tanto morto quanto vivo, até que a caixa fosse aberta.
O experimento com gato de Schrödinger é o que chamamos de experimento mental. Em outras palavras, nós não realizamos o experimento, usamos apenas nossa imaginação e raciocínio. De fato, como mais tarde aprenderemos, é realmente impossível conduzir fisicamente o experimento com gato de Schrödinger, mesmo que quiséssemos.
Quem foi Schrödinger?
Durante as décadas de 1920 e 1930, uma nova revolução científica estava ocorrendo. A ciência percebia que um reino inteiramente novo existia nos menores níveis possíveis, o quântico. E um dos pioneiros da física quântica era o austríaco Erwin Schrödinger.
Entre a prolífica carreira de Schrödinger, ganhador do Prêmio Nobel, estava seu infame experimento com gatos. Na verdade, este experimento de referência tem sido objeto de piadas, camisas, episódios de programas de TV e muito mais! No entanto, a experiência do gato de Schrödinger foi mal interpretada e mal compreendida ao longo do tempo. Por isso, a abordagem simples deste artigo nos ajuda a entender tudo de modo bem simples.
O experimento
Primeiro, um gato é colocado dentro de uma caixa lacrada por uma hora. Além disso, dentro da caixa há um contêiner de material radioativo, um contador Geiger (máquina simples que detecta partículas radioativas), um martelo e um recipiente de cianeto mortal.
O uso do material radioativo correto permite uma chance precisa de 50/50 de que, em uma hora, uma única partícula radioativa será emitida.
Nosso contador Geiger esperará pela emissão de uma partícula radioativa. E, se uma partícula for emitida, ele deixa o martelo cair. Como resultado, o martelo quebra o recipiente de cianeto letal, matando o gato.
Por fim, quando você abrir a caixa, o gato estará vivo ou morto, dependendo do resultado – 50% de chance para cada possibilidade.
No entanto, antes de abrir a caixa, o gato está morto e vivo. Na verdade, esse é o propósito da experiência do gato de Schrödinger. Mas como pode isso?
Explicando o gato de Schrödinger
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Basicamente, para a mecânica quântica nada é certo até que observemos. Na verdade, esse processo de pensamento é conhecido como a Interpretação de Copenhague da física quântica. Em outras palavras, simplesmente olhar para uma matéria realmente muda o resultado do que acontece com ela! Estranho, né?
De fato, é por isso que nós dissemos anteriormente neste artigo que não se pode conduzir fisicamente este experimento – para o bem de todos os gatos! Você vê, o foco principal do experimento é que, antes da observação, o gato está morto e vivo, simultaneamente. É assim que o mundo quântico funciona. Se acontece o mínimo de interferência, como uma fonte de luz utilizada para observar o fenômeno, as realidades paralelas do mundo subatômico entram em colapso e só vemos uma das possibilidades acontecer.
No reino das partículas subatômicas (menores que um átomo), isso realmente acontece. Assim como observar uma partícula altera o seu estado, elas podem estar em vários lugares ao mesmo tempo e quando o estado de uma partícula é alterado, sua partícula “gêmea”, mesmo que esteja do outro lado do universo, reflete essa alteração – instantaneamente. [Tudo o que você precisa saber sobre a mecânica quântica]
E isso realmente acontece e já foi provado com diversos experimentos. Mas o objetivo de Schrödinger ao criar o experimento mental do gato era mostrar o quão absurda era a Interpretação de Copenhague para objetos maiores que uma partícula subatômica, e como as regras da física quântica não parecem fazer sentido para o mundo que observamos.