A física quântica, também conhecida como mecânica quântica, é uma teoria fundamental da física que descreve o comportamento das partículas subatômicas, como elétrons e fótons, em escalas muito pequenas, da ordem dos tamanhos atômicos e menores. Ela é uma das teorias mais bem-sucedidas e testadas da física moderna, apesar de desafiar algumas das intuições da física clássica, que descreve o mundo macroscópico em que vivemos.
A física quântica introduz conceitos e princípios que são muito diferentes da física clássica, incluindo:
- Dualidade onda-partícula: As partículas subatômicas, como elétrons e fótons, podem exibir comportamentos de onda e partícula, dependendo das condições experimentais. Isso significa que, em certas situações, elas podem se comportar como ondas (com interferência e difração) e, em outras, como partículas (com posições bem definidas).
- Princípio da incerteza de Heisenberg: Formulado por Werner Heisenberg, esse princípio estabelece que é impossível conhecer simultaneamente com precisão a posição e a velocidade de uma partícula subatômica. Quanto mais precisamente se conhece a posição, menos se sabe sobre a velocidade e vice-versa. Isso reflete uma limitação fundamental na nossa capacidade de medir coisas no mundo quântico.
- Superposição: Partículas quânticas podem existir em múltiplos estados simultaneamente, conhecidos como superposição. Um exemplo famoso é o experimento do gato de Schrödinger, que ilustra como um gato imaginário pode estar vivo e morto ao mesmo tempo, de acordo com os princípios da física quântica.
- Entrelaçamento: Partículas quânticas podem se tornar entrelaçadas de tal forma que o estado de uma partícula está diretamente relacionado ao estado da outra, mesmo que estejam separadas por grandes distâncias. Isso é conhecido como emaranhamento quântico e é um fenômeno que desafia a intuição clássica.
A física quântica é essencial para entender o comportamento das partículas em níveis subatômicos e é fundamental para a descrição do mundo da nanotecnologia, da eletrônica moderna e de muitos fenômenos da física de partículas. Apesar de ser altamente bem-sucedida na previsão e explicação de fenômenos quânticos, sua natureza complexa e contraintuitiva continua a desafiar nossa compreensão e a levantar questões filosóficas profundas sobre a natureza da realidade.