Imagine um gato colocado dentro de uma caixa completamente fechada.

Ao lado dele há uma pequena quantidade de material radioativo, um detector de radiação, um martelo e um frasco de vidro contendo gás venenoso altamente volátil. Se um único átomo do material radioativo se desintegrar, o detector de radiação será ativado, acionando o martelo que, por sua vez, quebrará o frasco de vidro fazendo com que o gato morra pela inalação do veneno liberado.

Por outro lado, se o átomo não se desintegrar, nada acontecerá. E o gato continuará vivo.

Porém, a caixa permanece fechada.

Passado um tempo, sem olhar para o interior da caixa, não saberemos qual dos acontecimentos, de fato, se deu!

Segundo a interpretação da mecânica quântica, a descrição matemática do sistema “caixa fechada + material radioativo” indica que, antes de o sistema ser observado (entenda-se: enquanto nenhuma medida física é realizada para se saber em qual estado o sistema efetivamente se encontra), ele pode estar numa superposição de 2 estados simultâneos: (sistema com átomo desintegrado) + (sistema com átomo não desintegrado), ou seja, é como se átomo existisse nas duas condições possíveis, dentro da caixa, e ao mesmo tempo. Ou seja: ele está desintegrado e, ao mesmo tempo, não está desintegrado!

E, como a vida do gato depende de o átomo desintegrar-se, ou não, poderíamos também dizer que, pela lógica da mecânica quântica, enquanto ninguém está “olhando”, o gato também estaria, em teoria, numa combinação de 2 eventos possíveis: (gato vivo) + (gato morto), ao mesmo tempo!

Somente quando a caixa fosse aberta, uma das possibilidades finalmente se apresentaria (em mecânica quântica, dizemos que o sistema se colapsaria para um dos estados possíveis) para o observador: átomo desintegrado ou átomo não desintegrado e, consequentemente, gato morto ou gato vivo!

Estranho?

Sim, muito!

Mas essa era justamente a intenção de Erwin Schrödinger, um dos precursores da Mecânica Quântica e ganhador do Prêmio Nobel de Física (1933), quando propôs este experimento, em 1935!

Ele não queria provar que um gato poderia realmente estar vivo e, ao mesmo tempo, morto, dentro de uma caixa. Ao contrário! Ele criou uma situação absurda para questionar o que aconteceria se as regras do mundo quântico, válidas somente para sistemas infinitamente pequenos, como os dos átomos e partículas subatômicas, fossem literalmente aplicadas ao nosso mundo macroscópico, muitíssimo maior, portanto!

No universo quântico, portanto subatômico, partículas infinitamente pequenas podem, sim, existir, de forma simultânea, numa superposição de possibilidades diferentes (isto é muito contraintuitivo, para nós…), e alterarem seus comportamentos, quando medidas.

Enfim, um mundo “espetaculoso” onde o senso comum simplesmente não encontra vez!

Uma ressalva, que talvez ajude a esclarecer a questão do gato: não é simplesmente como se uma moeda estivesse escondida debaixo de um copo. Neste caso, a moeda já estaria numa posição definida: cara ou coroa. Nós simplesmente não saberíamos em qual posição ela estaria.

No caso do experimento mental do gato dentro da caixa, Schrödinger trata de uma diferença, mais profunda, entre a probabilidade quântica, de um evento vier a ocorrer, e uma simples falta de informação.

E aqui está uma curiosidade!

Um estranho efeito da mecânica quântica, que permite que uma partícula atravesse uma barreira, chama-se de tunelamento quântico. Explicando de outro modo: é algo como uma partícula, por exemplo, o elétron, poder aparecer do outro lado de uma barreira que ele naturalmente não conseguiria cruzar segundo as nossas leis físicas cotidianas.

Fazendo uma comparação bastante rudimentar, seria como se uma pessoa, que hipoteticamente pudesse viver num mundo quântico, fosse capaz de atravessar uma parede, contrariando todas as leis da física clássica que conhecemos, e aparecer do outro lado desta mesma parede, como numa espécie de mágica!

Pois bem, sem o efeito do tunelamento quântico, as reações de fusão nuclear que corriqueiramente acontecem no interior do Sol seriam muito menos prováveis, nas condições existentes. E esta estrela, que incansavelmente (pelo menos por enquanto) ilumina os nossos lindos dias, não se comportaria da maneira como estamos acostumados a perceber!

Mas a Mecânica Quântica não é apenas um conjunto de ideias bizarras, envolvendo gatos e caixas!

Ela está silenciosamente presente em grande parte da nossa vida moderna. E os exemplos mais próximos do leitor comum seriam: transistores e microchips, essenciais para o funcionamento de celulares e computadores; lasers, empregados em leitores de códigos de barras, comunicações e cirurgias; ressonância magnética, que utiliza propriedades quânticas de núcleos atômicos para realização de imagens; LEDs e painéis solares, baseados no comportamento quântico dos elétrons; relógios atômicos, fundamentais para a precisão dos sistemas de GPS, embora o GPS também dependa de correções previstas pela relatividade de Einstein, para funcionar com a precisão desejada, etc, etc, etc. E isto só para citar alguns exemplos mais comuns!

Enfim, sem a Mecânica Quântica, muito provavelmente você nem estaria aqui, lendo este meu texto!

Como se pode observar, nenhum gato foi utilizado neste experimento. Tudo aconteceu somente no campo das ideias!

O curioso é que provavelmente o gato mais famoso da história da ciência nunca existiu, nunca entrou numa caixa e sequer recebeu um nome!

E, até hoje, o experimento do Gato de Schrödinger, assim como outros experimentos desconcertantes da Mecânica Quântica, provoca uma das perguntas mais intrigantes, na física: se várias possibilidades podem simultaneamente existir no mundo quântico, em que momento, apenas uma delas se transforma na realidade que enxergamos?

___________________________    FIM    _________________________________