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Caderno Brasileiro de Ensino de Física

Albert Einstein e a Física quântica

P. H. Dionísio

Published Jan 1, 2005• 2 citations
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Abstract

Discute-se o artigo “Sobre um ponto de vista heurístico a respeito da produção e transformação da luz”, publicado por Albert Einstein em 1905. Mostra-se que Einstein propôs, para o problema da radiação de corpo negro, uma solução diferente e independente da apresentada por Max Planck cinco anos antes, o que se pode considerar, então, como uma segunda fundação da Física Quântica. Cumpre-se, assim, o propósito deste trabalho, qual seja o de contribuir para que a obra de Albert Einstein seja apreciada em sua totalidade, de modo que as suas repercussões no mundo moderno sejam devidamente compreendidas, reconhecidas e avaliadas. Colateralmente, sugere-se uma pequena alteração nos cursos de física moderna, no que diz respeito à introdução do conceito de fóton.

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•Jan 1, 1991•0 citations

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•Jul 13, 1987•1 citation
Discute-se o artigo “Sobre um ponto de vista heurístico a respeito da produção e transformação da luz”, publicado por Albert Einstein em 1905. Mostra-se que Einstein propôs, para o problema da radiação de corpo negro, uma solução diferente e independente da apresentada por Max Planck cinco anos antes, o que se pode considerar, então, como uma segunda fundação da Física Quântica. Cumpre-se, assim, o propósito deste trabalho, qual seja o de contribuir para que a obra de Albert Einstein seja apreciada em sua totalidade, de modo que as suas repercussões no mundo moderno sejam devidamente compreendidas, reconhecidas e avaliadas. Colateralmente, sugere-se uma pequena alteração nos cursos de física moderna, no que diz respeito à introdução do conceito de fóton.
No artigo "Einstein y el efecto Compton", publicado neste número de SCIENTIÆ UDIA: , os autores estranham o fato de Einstein não ter declarado mais claramente o quanto esse efeito comprovava definitivamente o carácter corpuscular da radiação. A presente nota crítica pretende fornecer elementos adicionais de apreciação que permitam acompanhar o método de exploração do domínio dos quanta elaborado por Einstein, na ausência de uma teoria adequada, e praticado por ele de 1905 à 1925, evidenciando por esse meio propriedades inéditas e inusuais dos fenômenos quânticos; e também explicitar o alvo que ele queria almejar com sua investigação e entender melhor seu pensamento acerca dos quanta. Três argumentos principais são delineados. (1) O problema dos quanta de luz está estreitamente ligado com aquele das propriedades quânticas da matéria atômica em geral, do qual não pode ser separado. (2) Outro experimento, realizado pouco depois do experimento de Compton, trouxe um elemento adicional, necessário para que se possa atribuir sem nenhuma reticiência uma quantidade de movimento à radiação, isto é, o caráter individual da interação da qual a radiação toma parte. (3) Enfim, os trabalhos de Einstein sobre a estatística quântica, realizados no mesmo período, apontavam na direção da generalização do duplo caráter onda-corpúsculo à radiação, como também à matéria, evidenciando a indiscernibilidade dos estados idênticos e revelando, assim, propriedades fundamentais radicalmente novas que toda teoria quântica futura haveria de incluir.
O artigo parafraseia os trabalhos de Max Planck (1901) sobre a quantização da energia, de Albert Einstein (1905) em que propõe o quantum de luz, de Niels Bohr (1913) sobre a teoria atômica e de Louis de Broglie (1924) a respeito da dualidade onda-partícula. Esses trabalhos foram decisivos para a criação da mecânica quântica. O objetivo é comemorar o centenário do nascimento da física quântica e disponibilizar ao professor de física um material didático que considera episódios relevantes da história da física no início do século XX.
I. Sua pré-história I.1. A crítica de Einstein à teoria quântica, em 1935A pré-história das desigualdades de Bell encontra-se na crítica feita por Einstein (2) à interpretação da teoria quântica sustentada por Niels Bohr e por um conjunto de cientistas, conhecido como "interpretação de Copenhagen", numa referência ao local onde esta foi gestada nos idos de 1926/1927.A crítica formulada em 1935 é considerada a crítica "madura" de Einstein (3) .É que anteriormente este buscava, através de "gedankexperiment" limitar a validade das relações de Heisenberg.Do início dos anos 30 em diante Einstein não mais busca este objetivo, mas passa a considerar a teoria quântica como logicamente consistente, de forte respaldo empírico, mas incompleta.Incompleta porque apoiada num critério de realidade física ao qual ele se opõe e porque leva à uma propriedade (não-separabilidade) que ele considera fisicamente inaceitável.É então uma teoria estatística, que não trata de fenômenos individuais.Contudo, esta argumentação não aparece tão explícita no artigo de 1935.Neste artigo ele propõe um experimento que revelaria existirem propriedades físicas dos microobjetos que não estariam expressas no formalismo da teoria, daí sua incompletude.O experimento proposto por Einstein, Podolsky e Rosen (EPR) consiste em um sistema composto de duas partículas que interagem num dado instante e depois separam-se espacialmente.É realizada então uma medição de uma determinada grandeza em uma das partículas e, com esta informação mais a função de estado do sistema das duas partículas (fornecida pela teoria quântica) e mais algumas informações derivadas da interação que teria ocorrido entre as duas partículas, podemos prever o valor da mesma grandeza para a outra partícula, que não foi objeto de medição.Logo, a grandeza da segunda partícula pode ser conhecida sem ser objeto de medição.Fazendo transformações na função de estado podemos optar por medir outra grandeza na primeira partícula 1 *À memória de J. S. Bell (l) (1/10/1990).
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Apresenta-se aqui uma abordagem introdutoria aos fundamentos da mecânica quântica, objetivando prover um texto acessivel aqueles que possam ter algum interesse em tomar conhecimento do que se pesquisa e o que se pesquisa e o que se discute nessa area. Faz-se uma apresentacao das interpretacoes mais acatadas do formalismo, mostrando os problemas que elas enfrentam, assim como as tentativas de contorna-los. deste modo, aborda-se os problemas de medicao e do paradoxo onda-particula, assim como as tentativas de reinterpretacao do principio da incerteza e as controversias ligadas ao paradoxo de Einstein, Podolski, e Rosen (EPR) e a desigualdade de Bell. Todos estes topicos sao abordados no contexto do confronto dos pontos de vista classicos com a posicao de Bohr-Heisenberg, sendo analisadas as consequencias da mecânica quântica sobre conceitos com realismo, localidade, causalidade e objetivismo, tao presentes na fisica classica Abstract