Coluna: Aqui tem Quântica

Coluna : Aqui tem quântica

A coluna "Aqui tem Quântica", que começa a ser publicada mensalmente no Boletim Eletrônico da SBQ, é uma ação comemorativa do Ano Internacional da Ciência e Tecnologia Quânticas (IYQ) - 2025, uma iniciativa da ONU. A coluna tem a pretensão de informar, em especial ao público não especializado, aspectos gerais do mundo quântico, que de tão pequeno nos passa desapercebido no dia a dia!

Para começar, precisamos compreender um pouco da ciência quântica. Ela estuda o comportamento da matéria muito, mas muito pequena mesmo, como das moléculas, dos átomos, suas partículas (como os quarks e os elétrons) e a energia por eles transferida. E aí estamos falando da escala de nanômetros (10-9 m) até muitos milésimos dessa unidade. Precisamos perceber que, nesta ordem de grandeza, os fenômenos que ocorrem são totalmente diferentes do mundo macroscópico que observamos diariamente.

A palavra quântica vem do latim quantum, e significa quantidade. A ciência quântica surgiu no final de 1800 e início de 1900, devido às observações experimentais de átomos cujo comportamento não era explicado pela física clássica do mundo macroscópico.

Na escala subatômica, há alguns fenômenos curiosos. Vamos tratar brevemente de alguns deles aqui, e o primeiro será o princípio da incerteza de Heisenberg.

O princípio da incerteza de Heinsenberg nos diz que as partículas quânticas não podem ter sua localização e velocidade medidas com exatidão ao mesmo tempo, algo que está intimamente relacionado com a natureza dos objetos quânticos. Somente conseguimos estimar uma probabilidade destas grandezas. E que implicações isto traz no nosso mundo macroscópico? Realmente isto é muito difícil de ser observado, devido à diferença no que observamos com os nossos olhos e o que há no mundo quântico. Ainda assim, isto afeta o desenvolvimento de materiais como os semicondutores, que operam na escala quântica e são fundamentais na fabricação de dispositivos eletrônicos presentes em smartphones e computadores, entre outros. Silício e o germânio são os semicondutores mais comumente empregados.

Outro aspecto superimportante da ciência quântica reside na dualidade da luz, que ora se comporta como onda, ora como partícula (fótons). Isto não tem paralelo no mundo macroscópico, onde algo não pode ser duas coisas ao mesmo tempo. Partículas ocupam lugar no espaço e podem colidir, enquanto ondas se propagam, passam por fendas, aumentam, diminuem ou somem. Na química, a luz afeta diretamente as moléculas, os átomos e suas partículas, bem como as reações químicas. Essa é a luz!!

Assim, alguns conceitos básicos e bizarros da matéria quântica estarão embutidos nas próximas colunas deste BE, que trará o curioso mundo quântico que nos cerca e suas aplicações!

Participe!


Fonte: Claudia Rezende ( UFRJ)