Partículas que formam a matéria :tudo é e não é

Texto Salvador Nogueira

O mundo que vemos parece até fácil de entender. Se eu atiro uma pedra num lago, consigo determinar a velocidade com que ela partiu, a trajetória que ela faz, seu ponto de impacto e o fato de que produzirá ondas concêntricas na água. Todos os dados estão à minha disposição e eu sei exatamente como os objetos se comportam, sem qualquer ambigüidade.

Como então adivinhar que, ao adentrarmos o misterioso universo quântico, reino das menores partículas conhecidas, como os elétrons e os fótons (os componentes da luz) tudo será tão radicalmente diferente? Foi um longo caminho, que fritou vários dos melhores cérebros que a humanidade já produziu, entre eles o de Albert Einstein. Antes do físico alemão, a luz era vista apenas como uma onda – tanto que os cientistas estavam atrás do meio de propagação dessa onda, o hipotético éter luminífero, que no final se mostrou totalmente desnecessário. Suas propriedades eram descritas com precisão pelas equações do eletromagnetismo, do escocês James Maxwell. Mas havia uma coisa que ninguém entendia: por que um certo tipo de luz jogado sobre uma placa metálica parecia gerar eletricidade? Interpretando os raios luminosos como ondas, era impossível explicar isso. Portanto, em 1905, Einstein contrariou a todos e sugeriu que a luz poderia ser feita de partículas, seguindo as mesmas regras quânticas básicas estabelecidas por Max Planck em 1900. Como partículas, se tivessem a energia certa, elas poderiam “chutar” (excitar) os elétrons da placa e produzir corrente elétrica, como bolas de sinuca batendo umas nas outras. A explicação de Einstein era tão boa que lhe deu o Nobel.

Mas o que fazer das igualmente boas explicações de Maxwell para o comportamento da luz? Deveríamos descartar os raios luminosos como ondas? Nada disso. A descoberta mais profunda acerca de tudo isso é que a luz é onda e partícula. Ao mesmo tempo. A forma como a percebemos depende fundamentalmente do experimento que realizamos com ela. A observação parece determinar o comportamento do objeto. E as coisas estavam prestes a ficar ainda mais complicadas no mundo quântico. Inspirado pelo trabalho de Einstein, o francês Louis de Broglie propôs, em 1922, que não só a luz mas todas as partículas – fossem elas prótons, elétrons ou nêutrons – podiam ter esse duplo comportamento de onda e partícula.

Depois de heisenberg

Mas o bicho pegou mesmo quando o alemão Werner Heisenberg, entre 1925 e 1927, demoliu o último resto de ordem na mecânica quântica. Ele concluiu que as partículas sempre se comportavam de forma “rebelde”, e que era impossível prever qualquer característica exata de seu comportamento – a observação alterava o resultado, e pouco se podia dizer da partícula em seu estado anterior à medição.

Para terminar, entrava em cena o Princípio da Incerteza, pelo qual era impossível saber com exatidão duas propriedades de uma mesma partícula ao mesmo tempo. Se você medisse a velocidade, perdia a posição, e vice-versa. Ou seja, o Universo parece fazer questão de esconder algumas cartas na manga, não importa o quanto você queira desvendá-lo.

Deus e os dados

Esses contra-sensos do mundo do muito pequeno incomodaram muita gente, habituada às regras clássicas. Revoltado, Albert Einstein escreveu: “Deus não joga dados”. Mas, aparentemente, pelo menos no nível quântico, Ele joga, sim.