Gato de Schrödinger: vivo ou morto?

Em 1935 aconteceu um experimento mental que tinha como objetivo mostrar ao mundo como a mecânica quântica é cheia de fenômenos bizarros (especialmente na realidade macroscópica). O experimento? O Gato de Schrödinger.

Antes de mais nada, quem é Schrödinger?

Erwin Schrödinger (1887 - 1961) foi um físico teórico austríaco e um dos responsáveis pelo desenvolvimento da mecânica quântica.

Em 1933, Erwin foi premiado com o Nobel de Física por sua famosa equação: a equação de Schrödinger. Esta é capaz de descrever como o estado quântico de um sistema evolui com o tempo.

Apesar disso, grande parte da fama de Schrödinger é proveniente de seu ilustre experimento conhecido como "O Gato de Schrödinger".

O gato de Schrödinger realmente existiu?

Após anos de estudo no campo da mecânica quântica, questões filosóficas passaram a intrigar Schrödinger. Por esta razão, o jovem cientista idealizou um experimento mental com o objetivo de demonstrar uma das consequências mais estranhas das leis da mecânica quântica.

Calma aí, experimento mental? Então o gato de Schrödinger nunca existiu?

Não se sabe ao certo se Schrödinger realmente possuía um gato. Existem boatos de que ele era dono de um bichano chamado Milton, mas não foi possível encontrar evidências ou registros históricos do fato.

O que sabemos é que o famoso experimento nunca ocorreu na prática. Até porque, ele poderia ocasionar na morte do pobre animal.

Afinal, como funcionou esse experimento?

Imagine um gato dentro de uma caixa metálica junto a um sistema composto por um frasco selado de veneno e um dispositivo radioativo. Esse dispositivo teria exatamente 50% de chance de liberar o veneno ao longo de um período de 1 hora.

Após uma hora exata, a caixa seria aberta e poderíamos conferir o estado do gato. No entanto, este não é o ponto de interesse do experimento. O objetivo central aqui é determinar a situação do gato no último instante antes da abertura da caixa.

É impossível saber se o Gato de Schrödinger poderia estar vivo ou morto, correto?

Incorreto! Apesar de esse ser o senso comum, a resposta correta é que o gato de Schrödinger estaria morto e vivo ao mesmo tempo.

Esse resultado pode parecer ser estranho (não só pode, como deve!), porém, está correto pois tudo na mecânica quântica pode ser probabilístico. Nesse caso em específico, o gato estaria 50% morto e 50% vivo.

Só podemos ter certeza do estado do gato após a abertura da caixa. A partir desse momento, o gato assume apenas um dos estados possíveis (vivo ou morto) e permanece nele por tempo indeterminado. Isso acontece pois, abrindo a caixa e observando o gato, interferimos no sistema físico.

Uma consequência interessante dessa conclusão é que, mesmo com a morte do gato dentro da caixa, seria preciso observar o animal para dizer se ele está oficialmente morto, ou seja, o responsável pela morte do gato seria a pessoa que abriu a caixa.

Tá, mas qual a relevância do Gato de Schrödinger?

Apesar de estranho, o que ocorre com o Gato de Schrödinger é extremamente comum no mundo subatômico. Denominamos esse fenômeno de superposição quântica.

Uma ocorrência clássica é observada no interior dos átomos, mais precisamente no posicionamento de seus elétrons. Costumamos imaginar um átomo como mostrado na figura abaixo, ou seja, elétrons orbitando em torno de um núcleo positivo.

No entanto, não é isso que ocorre. Na prática, é impossível dizer com precisão a posição de cada elétron de um átomo. Até que se interfira no sistema com algum tipo experimento, cada elétrons está, probabilisticamente, em diversas regiões do espaço ao mesmo tempo.

Caso tudo isso continue confuso para você, não se sinta mal, é normal. O renomado físico americano Richard Feynman já dizia: "Se você acha que entendeu mecânica quântica, você não entendeu mecânica quântica".

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