terça-feira, 11 de setembro de 2007

O HOMEM QUÂNTICO

Depois do lançamento, em 1975, do livro “Tao da Física”, de Fritjof Capra, temos nos deparado com conceitos obscuros como “cura quântica”, “consciência quântica”, “sexo quântico”, entre outros delírios quânticos. Nesta obra, Capra compara, por exemplo, a dança de Shiva – deus hindu que personifica as mutações do Universo – com os movimentos das partículas subatômicas descritos pela mecânica quântica. E a dualidade onda-partícula, pelo calcar de suas analogias, acaba se transformando em uma unidade Ying/Yang. Grande parte das filosofias e misticismos orientais, a parapsicologia, o curandeirismo e outras crenças foram, então, “consolidadas” e pregadas como verdades por seus seguidores e divulgadores. Que pessoa comum duvidaria da imponência da física moderna?

O resultado: livrarias recheadas de encadernações místicas (que vendem muito bem, obrigado); a mídia dando espaço a todo tipo de charlatanismo; terapias alternativas pipocando como nunca; pessoas lesadas financeiramente todos os dias e o mundo mergulhando num obscurantismo sem precedentes. Tudo por causa da interpretação equivocada da charmosa mecânica quântica.

Há 40 anos, Richard Feynman, que foi autoridade nesta ciência, disse:
“Houve uma época em que os jornais diziam que só havia doze pessoas no mundo que entendiam a teoria da relatividade. Acho que essa época nunca existiu. Pode ter havido uma época em que só uma pessoa entendia, porque foi o primeiro a intuir a coisa e ainda não havia formulado a teoria. Mas depois que as pessoas leram o trabalho, muitas entenderam a teoria da relatividade, de uma maneira ou de outra; certamente mais que doze. Por outro lado, acho que posso dizer sem medo de errar que ninguém entende mecânica quântica.”

O que Feynman disse ainda vale. Não entendemos a mecânica quântica pelo fato de que o mundo das partículas subatômicas contradiz toda a nossa intuição e concepção do mundo natural. Em nível microscópico o universo se torna um lugar bizarro e alucinante, onde partículas podem estar em muitos lugares simultaneamente, atravessar barreiras sólidas ou não se importarem com distâncias ou espaço-tempo. Mas estes fenômenos só acontecem no microcosmo e, para um organismo complexo, formado por muitas partículas diferentes, as leis da mecânica quântica se tornam irrelevantes. A Física clássica descreve com precisão espantosa o nosso cotidiano e não é preciso recorrer à apelos quânticos para justificar um “déjà vu”, um sonho extravagante ou eventuais experiências pessoais que julgamos não poderem ser descritas pela ciência atual. De explicar esses estados emocionais as neurociências têm dado conta, mas sabe-se que ainda há um longo caminho a percorrer para compreender mais a mente humana.

E tudo começou com um forno!

Os primeiros passos da teoria quântica começaram no início do sec XX. Por meio dos conhecimentos da termodinâmica na época, cientistas tentaram medir a energia total dentro de um forno aquecido a uma certa temperatura. Só que os cálculos revelavam que esta energia era infinita!

Uma onda, que sempre transporta energia, tem sua amplitude, frequência e comprimento. Quanto maior a frequência, maior a energia transportada, consequentemente, quanto menor o comprimento de onda, maior a energia envolvida. No interior do forno, segundo se pensava, todos os comprimentos de onda eram possíveis. Desse modo, a energia seria infinita e isso era inadmissível. Então, Max Plank entrou em cena e propôs que quando se trata de energia, frações não são permitidas. Havia um limite mínimo de energia a ser transportada, em pacotes, os famosos quanta. E este limite é proporcional à frequência da onda em questão (este postulado lhe rendeu o Nobel em 1918).

Nascia então a constante de Plank: = 1.05x10^-34 kg.m²/s - note que este número é pequeno demais e só se aplica em escala atômica. E funcionava com incrível exatidão, embora não se soubesse bem como.

A Dualidade Onda-Partícula

No início do sec XIX, Thomas Young demonstrou a natureza ondulatória da luz num experimento simples, mas que deixou abalados os conceitos newtonianos sobre a luz como sendo pontual. A experiência consistia em “jogar” um feixe de luz em uma placa perfurada com duas fendas paralelas. Atrás desta placa, Young colocou um filme que registrou um padrão de faixas claras e escuras. Quando se tampa uma das fendas o padrão registrado no filme é uma faixa clara “impressa” pelos fótons que ali incidiram. Agora, quando abrimos as duas fendas o que esperamos ver, são duas faixas impressas, certo? Mas não é isso que acontece. No filme fica impresso um padrão contínuo de várias faixas escuras e claras, o que só pode ser explicado se a luz se comportar como onda - em 1860, as equações de Maxwell demonstraram que a luz era uma onda eletromagnética.

Quase trinta anos depois, o físico Heinrich Hertz observou que alguns metais liberavam elétrons ao serem atingidos por um feixe de luz – o efeito fotoelétrico. Em 1905, Einstein sugeriu que, se aplicássemos a noção de que a luz também só pode ser transportada em quantas poderíamos entender os mecanismos do efeito fotoelétrico. Cada quanta corresponderia a um fóton, ou seja, a uma partícula de luz (e Newton descansou em paz). A luz seria um feixe de fótons, de partículas de luz. O gênio estava certo.

Normalmente, os átomos se encontram no estado fundamental, isto é, com seus níveis de energia bem estabelecidos. Elétrons nos estados de maior energia estão mais afastados do núcleo atômico e os de menor, mais próximos. Quando um átomo absorve energia eletromagnética, os seus elétrons mais externos são excitados para estados de energia mais altos – o salto quântico. Mas, estes elétrons tendem a voltar a seus estados “normais” e num intervalo de tempo da ordem de 10^-8 s. Nesta transição, um fóton é liberado.

No caso do efeito fotoelétrico, a energia absorvida por um átomo é em forma de luz e cada fóton tem energia do “tamanho exato” para fazer com que um elétron seja liberado. Evidentemente a luz, então, tem propriedades ondulatórias e se propaga segundo elas, e propriedades corpusculares que governam as interações entre luz e matéria. Isto é muito bem definido e conhecido pelos cientistas que, em seus laboratórios, desenvolvem tecnologia usando as leis da mecânica quântica o tempo todo. Essas tecnologias estão em toda parte, desde os computadores, telecomunicações, e até no aparelho de som.

Vê-se, então, que a luz – ou qualquer partícula portadora de energia e momento - se comporta como uma onda, o que é visto na experiência das duas fendas, e como partícula, o que é claramente conhecido através do efeito fotoelétrico, por exemplo. Mas este caráter dual da matéria não pode ser compreendido completamente com base no conhecimento que construímos a partir das nossas experiências macrocósmicas, num mundo que é composto de objetos bilhões e bilhões de vezes maior que um elétron.

Um outro ponto da teoria quântica em que os místicos se detém, é o Princípio da Incerteza de Heisenberg (1927), que diz não ser possível prever a posição e o momento de uma partícula com exatidão. Existe uma onda, descrita pela equação de Schroedinger, que define o local mais provável onde ela se encontra. Qualquer procedimento que seja usado para observarmos uma partícula assim, invariavelmente afetará a sua posição, já que os instrumentos óticos, de uma forma ou outra, terão que usar alguma energia para torná-lo observável.

Segundo o princípio da incerteza, é possível que alguém atravesse uma parede de concreto. Mas a chance disso ocorrer é menor do que se ganhar na mega-sena consecutivamente por décadas a fio. Então, é mais sensato duvidar de fenômenos paranormais, mesmo porquê, no princípio da incerteza, à medida em que se aumenta a escala, os efeitos são menos observáveis e prováveis. Se as leis da mecânica quântica fossem aplicáveis ao nosso mundo, fenômenos bizarros seriam tão comuns que para nós, seria normal estar em dois lugares ao mesmo tempo, por exemplo (quem dera!).

Quando Einstein ganhou o Nobel pelo seu trabalho sobre o efeito fotoelétrico não poderia conceber todas as aplicações que aquelas fórmulas poderiam ter um dia. Estamos cercados de máquinas quânticas. Tome-se como exemplo (só um de incontáveis), o laser. Ele foi projetado a partir das leis da mecânica quântica, está presente em nosso dia-a-dia nos leitores dos caixas de supermercados, nos toca-cds e nem nos damos conta disso.

É triste observar que, enquanto cientistas incansáveis materializam as leis da mecânica quântica em bens e facilidades para o mundo, os desvarios de pessoas, sejam elas bem ou mal intencionadas – não importa a intenção, mas os efeitos disso são devastadores -, criaram um mercado absurdamente lucrativo e promissor. Sistematicamente o termo “quântico” é usado para vender pseudo-ciências.

Talvez somos humanos quânticos num sentido poético. Em nossa imaginação, criamos os mais loucos mundos; viajamos no tempo lembrando do passado ou sonhando com certos amanhãs; nos transportamos para outros lugares; percorremos várias possibilidades de caminhos que nem foram trilhados e nunca o serão, mas que desejávamos tanto...

E o Universo segue seu curso alheio às nossas vontades e abstrações.

Um comentário:

Anônimo disse...

Bota o nome do autor do texto! =)