Neste artigo, vamos abordar um experimento mental criada pelo físico teórico Erwin Schrödinger, em 1935. “O Gato de Schrödinger”, nome pelo qual é conhecida este experimento, é bastante retratado em toda a cultura popular, tal como em filmes, livros, programas, jogos e músicas. No entanto, o nosso objetivo é dar-vos a conhecer uma versão mais aprofundada desta grande questão da mecânica quântica.
Mas antes de revelarmos no que consiste realmente este experimento, temos de ter a noção do conceito de sobreposição.
Imaginemos que temos um átomo cuja única propriedade física é a energia, e que esta apenas pode tomar 2 valores: A ou B. A isto chamamos um sistema quântico de dois estados. Se aplicarmos a Teoria Mecânica e os devidos cálculos matemáticos, verificamos que o átomo, ou tem a energia A. ou a energia B, mas existe também, uma outra resposta: o átomo não tem uma energia definida, um fenómeno designado por estado de sobreposição. Se o átomo estiver em sobreposição, não tem nem energia A, nem a energia B, nem a soma da energia A e B, nem uma energia compreendida entre A e B.
Devem estar a questionar-se uma vez que, supostamente, o átomo só podia apresentar a energia A ou B. Acontece que a sobreposição não pode ser observada diretamente. É como se o átomo não soubesse que energia escolher e por isso, entra em sobreposição. No entanto, quando o átomo está a ser observado, este já apresenta um valor definido de energia, A ou B. Quando o átomo se encontra no estado de sobreposição, a sua energia é medida indiretamente através de probabilidades, pois as chances do valor da energia do átomo são infinitas.
Agora que já sabemos de que se trata a sobreposição, passemos à apresentação do experimento, “O Gato de Schrödinger”.
Neste experimento, um gato é colocado numa caixa juntamente com uma amostra radioativa que tem 50% de chances de decair e causar a morte do gato. Enquanto a caixa está fechada, nós não sabemos se o gato se encontra vivo ou morto. Só descobrimos se o gato sobreviveu ou não quando a abrimos. Ou seja, se pensarmos no gato como uma só partícula e se aplicarmos o princípio da sobreposição, diríamos que, enquanto a caixa está fechada e o gato não está a ser observado, ele está, simultaneamente, vivo e morto, de maneira a estar em todos os estados que poderia estar. A partir do momento em que abrimos a caixa e observamos o gato, a sobreposição colapsa e encontramo-lo num único estado, ora vivo, ora morto. Isto acontece, pois, a sobreposição não pode ser observada diretamente. De certa forma, é a nossa curiosidade e a simples observação do experimento que força a natureza a cessar e, consequentemente, determinar se o gato sobrevive ou não. Se realizarmos a experiência diversas vezes, verificamos que metade das vezes o gato sobrevive e metade das vezes o gato morre.
Seria bastante egoísta idealizarmos um universo inteiramente compreendido por nós, humanos, e este experimento é a prova disso, de que existem fenómenos físicos não observáveis. A mecânica quântica é realmente bastante elaborada, pois, como Bohr uma vez disse, “Qualquer um que não se choque com a mecânica quântica é porque não a entendeu”.
-Ana Oliveira e Tiago Carrilho
