O físico austríaco Erwin Schrödinger é um dos fundadores da mecânica quântica.
Porém, ele é mais conhecido por algo que na verdade nunca fez:
uma experiência imaginária envolvendo um gato.
Ele imaginou colocar um gato numa caixa fechada
comn um dispositivo com 50% de chance de matar o gato dentro de uma hora.
Depois de uma hora, ele perguntou: “Qual será o estado do gato?”
O senso comum sugere que o gato estará vivo ou morto.
Mas Schrödinger argumentou que, de acordo com a física quântica,
imediatamente antes de se abrir a caixa, há chances iguais de estar vivo e morto,
ao mesmo tempo.
Somente depois que a caixa for aberta, poderemos ver um estado definido e único.
Antes disso, o gato tem uma probabilidade indefinida:
metade uma coisa, metade outra.
Isto parece absurdo, o que era a opinião de Schrödinger.
Ele achava a física quântica tão filosoficamente perturbadora,
a ponto de abandonar a teoria que ajudou a construir
e passou a escrever sobre biologia.
Por mais absurdo que possa parecer, o gato de Schrödinger é muito real.
Na verdade, é essencial.
Se objetos quânticos não pudessem estar em dois estados ao mesmo tempo,
o computador que você está usando para assistir a este vídeo não existiria.
O fenômeno quântico da superposição
é uma consequência da natureza dual de partícula e onda, de todas as coisas.
Para um objeto ter um comprimento de onda,
ele deve se estender por certa região do espaço,
ou seja, deve ocupar muitas posições ao mesmo tempo.
O comprimento de onda de um objeto em um pequeno espaço
não pode ser perfeitamente determinado.
Logo, ele tem muitos comprimentos de onda ao mesmo tempo.
Não vemos as propriedades ondulatórias de objetos cotidianos
porque o comprimento de onda diminui com o aumento do momento linear.
E um gato é relativamente grande e pesado.
Se fizéssemos um átomo ficar do tamanho do nosso sistema solar,
o comprimento de onda de um gato fugindo de um físico,
seria do tamanho de um átomo dentro daquele sistema solar.
É muito pequeno para ser detectado,
e por isso nunca veremos o comportamento ondulatório de um gato.
O elétron, sendo uma partícula minúscula,
pode mostrar uma dramática evidência de sua natureza dual.
Se atirarmos elétrons, um por vez, contra duas fendas estreitas de uma barreira,
cada elétron é detectado em um local e instante específicos, em cada fenda,
tal como uma partícula.
Mas se o experimento for repetido muitas vezes,
mantendo-se o registro de todas as detecções individuais,
surgirá um padrão característico de comportamento ondulatório,
Um conjunto de listras, regiões com muito elétrons,
separadas por regiões sem listras.
Bloqueie uma dessas fendas e a listras desaparecerão.
Logo, tal padrão resulta da passagem de cada elétron por ambas as fendas
ao mesmo tempo.
Um elétron não passa pela fenda da esquerda ou da direita
mas por ambas simultaneamente.
Estes estados de superposição também levam à tecnologia moderna.
A órbita de um elétron em torno do núcleo atômico, se assemelha a uma onda.
Juntem-se dois átomos
e os elétrons não ficam com um deles,
mas são compartilhados entre eles.
É assim que algumas ligações químicas são formadas.
O elétron numa molécula não é apenas do átomo A ou B, mas do A e do B.
Quando são acrescentados mais átomos, os elétrons se espalham ainda mais,
compartilhados ao mesmo tempo por um grande número de átomos.
Em um sólido, os elétrons não estão presos a um determinado átomo
e sim compartilhados entre todos eles, dispersos em uma grande região do espaço.
Essa grande superposição de estados
determina como os elétrons se movimentam no interior do material,
seja ele um condutor, um isolante, ou um semicondutor.
Compreender como os átomos compartilham elétrons entre si
nos dá meios de controlar com precisão as propriedades de semicondutores
como o silício.
Combinando vários semicondutores da maneira correta
permite-nos fabricar transistores bem pequenos,
com milhões deles em único chip.
Esses chips e seus elétrons deslocalizados
alimentam o computador que você está usando para assistir a este vídeo.
Segundo uma piada, a internet existe para que possamos partilhar vídeos sobre gatos.
Porém, em um nível bem profundo, a internet deve sua existência
a um físico austríaco e ao seu gato imaginário.