Física Quântica E Teoria Das Cordas

MECÂNICA QUANTICA

Mecânica quântica (ou teoria quântica) é um ramo da física que lida com o comportamento da matéria e da energia na escala de átomos e partículas subatômicas. A mecânica quântica é fundamental ao nosso entendimento de todas as forças fundamentais da natureza, exceto a gravidade. A mecânica quântica é a base de diversos ramos da física, incluindo eletromagnetismo, física de partículas, física da matéria condensada, e até mesmo partes da cosmologia. A mecânica quântica também é essencial para a teoria das ligações químicas (e portanto de toda química), biologia estrutural, e tecnologias como a eletrônica, tecnologia da informação, e nanotecnologia. Um século de experimentos e trabalho na física aplicada provou que a mecânica quântica está correta e tem utilidades práticas.

Em 1924 o físico francês LOUIS DE BROGLIE propôs que as partículas materiais em movimento também poderiam se comporta como ondas, sugeriu então que poderíamos atribuir a uma partícula um cumprimento de onda dado pela mesma equação que vale pro fóton:

λ = h Q

Mas e o que isso significa? Isso significa que, no mundo microscópico, o comportamento das partículas é descrito por equações que são semelhantes ás equações que descrevem as ondas. Por exemplo, quando um feixe de elétrons incide num cristal, ele é espalhado de modo semelhante ao que acontece com as ondas.

Porém, no mundo microscópico não há mais certezas. Quando vamos analisar o que acontece com um elétron em um átomo, por exemplo, as equações não fornecem a posição exata nem a velocidade exata do elétron. O que as equações nos fornecem é apenas a probabilidade de elétron estar numa posição ou ter uma determinada velocidade.

O Principio de Complementaridade (estabelecido por BOHR)

Tanto a radiação como a matéria têm um comportamento dual: ás vezes se comportam como onda e ás vezes se comportam como partícula. Porém, em cada experimento apenas um dos comportamentos se manifestam; os dois comportamentos se complementam.

O Principio da Incerteza (conclusão do físico alemão WERNER HEISENBERG)

De acordo com a Física Clássica, não há limites para a precisão com que podemos medir uma grandeza. No entanto, após fazer uma profunda analise do processo de medida, o físico alemão Werner Heisenberg, chegou a seguinte conclusão, conhecida como Principio da Incerteza:

É possível conhecer simultaneamente e com precisão arbitrária a posição e a quantidade de movimento de uma partícula. Sendo ∆x a incerteza na posição e ∆Q a incerteza na quantidade de movimento, temos:

(∆x) ∙ (∆Q) ≥

Isso significa que se tivermos uma grande precisão no valor da posição, teremos uma pequena precisão no valor da quantidade de movimento, e vice-versa.

Há também um Principio da Incerteza relacionada a energia (E) de uma partícula, medida num intervalo de tempo ∆t:

(∆E) ∙ (∆t) ≥ h

Umas das maneiras de interpretar o Principio da Incerteza está ilustrada a seguir (tentei fazer da melhor forma possível). Trata-se da um “experimento mental” sugerido por Heisenberg.

Antes da colisão Depois da colisão

Para “ver” um elétron teríamos que enviar pelo menos um fóton de luz a seu encontro. Mas a colisão de fóton com o elétron irá alterar sua qualidade