20 ideias da Física que você precisa conhecer

Baseado em um livro que li a muitos anos atrás, resolvi começar uma nova série no blog sobre 20 ideias da física que de algum modo mudaram a nossa maneira de enxergar o universo. Algumas tem aplicações filosóficas muito interessantes, outras tem aplicações tecnológicas fundamentais pra nossa vida, fato é, você precisa conhecê-las.

A cada semana estarei postando uma dessas idéias, começando por:

O Principio da Incerteza de Heisenberg

De certa forma, no ensino médio já começamos a prever as coisas. Várias questões que fazemos pede para encontrar o que acontece com um objeto depois que certo evento ocorre. Falando em termos mecânicos, se tivermos a posição inicial de um objeto, sua velocidade em determinado instante e as forças que estão agindo no processo, podemos descobrir exatamente para onde o objeto vai e com qual velocidade, em qualquer instante. Seria tudo perfeito, se não houvesse esse princípio aí de cima.

Esse principio, formulado em 1927 por Werner Heisenberg,  sacramenta a morte do determinismo. Um prato cheio para os filósofos de plantão. Fato é, o principio da incerteza diz que não é possível, em um dado momento, saber com precisão a posição e a velocidade de uma partícula.  Quanto mais preciso medimos um, a medida da outra vai ficando cada vez mais imprecisa. Sendo assim, nem o comportamento passado, nem o futuro dessa partícula pode ser previsto com certeza.

Essa incerteza não acontece por que temos instrumentos imprecisos ou algo assim. Parece ser um limite imposto pelo próprio universo. Para medirmos algo, invariavelmente temos que interagir com esse algo, é exatamente aí que reside o problema. Imagine que queremos medir a posição de uma partícula subatômica qualquer. Para isso, podemos lançar sobre a região que achamos que a partícula está, radiação eletromagnética, essa radiação “bateria” na partícula, refletiria e então poderíamos conferir com uma precisão considerável a posição da partícula naquele momento. A melhor radiação para fazer isso são os raios gama, por ter comprimento de onda muito pequeno, diminuiria a difração. Porém quanto menor o comprimento de onda, maior a freqüência, e quanto maior a freqüência, mais energia. Ou seja, lançar fótons de luz sobre a partícula, alteraria o estado energético daquela partícula. Poderíamos descobrir com precisão a posição, mas a velocidade seria prejudicada. Se usássemos fótons com menos energia para que a velocidade da partícula não fosse prejudicada, o comprimento de onda seria maior, resultando em uma imprecisão maior no descobrimento da posição da partícula.

E quer saber, isso fica pior quando entramos de cabeça nas ideais da física quântica de que as partículas subatômicas, bem como a radiação eletromagnética se comportam como partículas-onda.

Como conseqüência do principio da incerteza, não podemos mais falar da relação causa-efeito, em se tratando de física quântica, e sim de probabilidades. Pela primeira vez, a física encontrou uma fronteira experimental, aparentemente não por causa de tecnologia que ainda não temos, e sim, imposta pela própria natureza.



Física Rock!