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ANAIS CONGREGA MIC - ISBN:978-65-86471-05-2  e ANAIS MIC JR. - ISBN:978-65-86471-06-9

O GATO DE SCHROEDINGER

Leandro Vallejos Dauvel, Otavio Marin de Oliveira, Bruno Pereira Venturini, Patricia Ribas Rodrigues

Published Jan 1, 2017• 0 citations
OpenAlex

Abstract

Sabe-se que muitas pessoas nao tem interesse por Fisica, pois tem implicacoes na area, como, por exemplo, a dificuldade de entender fenomenos fisicos, no entanto, ao mesmo tempo em que muitos alunos encontram obstaculos no estudo da Fisica, alem do fato de se dar pouca importância ao entendimento Fisico, a matematica continua a receber exagerada valorizacao. O objetivo deste trabalho e apresentar as pessoas que nem tudo relacionado a Fisica e de dificil compreensao, apresentando-as um experimento teorico: O Gato de Schroedinger, que pode as impressionar, misturando uma materia complexa como a Mecânica Quântica, com um exemplo macroscopico, saindo dos repetidos exemplos microscopicos, e tambem pode faze-las se interessarem nao so sobre o experimento teorico, mas sim sobre a Fisica em geral, e ao mesmo tempo comentando, e explanando, conceitos como o Principio da Incerteza de Heisenberg, a Interpretacao de Copenhague, a Dualidade Onda-Particula, entre outros. Como metodologia, usou-se a experiencia teorica, O Gato de Schroedinger, criada pelo fisico austriaco Erwin Schroedinger, um dos mais brilhantes cientistas do seculo XX. Na hipotese de Schroedinger, ele criou uma situacao, que geralmente so acontece no mundo subatomico, no mundo macroscopico. O experimento consiste em colocar um gato dentro de uma caixa e fecha-lo. Junto ao gato, dentro da caixa, e inserido um frasco contendo um gas venenoso, um elemento radioativo emissor de particulas alfa e um dispositivo composto de um martelo e um detector de radiacao. Se o detector registrar a presenca de pelo menos uma particula alfa, o martelo e acionado e quebra o frasco, liberando o gas venenoso e, consequentemente, matando o gato. Entretanto, vamos considerar que a fonte radioativa possa liberar particulas alfa dentro de um intervalo de tempo determinado, e que tambem possa nao liberar essas particulas nesse tempo. Existe cinquenta por cento de chance de que o elemento libere a particula e a outra metade que ele nao libere. Se ele nao liberar a particula, o gato nao morre, mas se o veneno e liberado, o gato morrera, podemos dizer que temos cinquenta por cento de chance de o animal viver e cinquenta por cento do felino morrer. Seguindo o raciocinio de Schroedinger, as duas realidades aconteceriam simultaneamente e o gato estaria vivo e morto ao mesmo tempo ate que a caixa fosse aberta. No entanto, um dos principios da Mecânica Quântica, o Principio da Incerteza de Heisenberg estabelece que nao e possivel fazer uma medida sem interferir nos resultados dessa propria medida. Logo, se abrirmos a caixa para olhar o estado do gato, estaremos interferindo no sistema e alterando seus resultados, ou seja, a presenca de um observador acabaria com dualidade e ele so poderia ver o animal vivo ou morto. Conclui-se que, com a explicacao de facil entendimento, houve uma maior assimilacao dos alunos em questao da Fisica.

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Muitos textos de divulgação que falam da mecânica quântica fazem referência ao "paradoxo" do gato de Schrödinger, comentando que, antes da medida do estado do sistema, o gato encontra-se vivo e morto ao mesmo tempo.Outros dizeres referem-se a que uma partícula pode estar em dois (ou mais) lugares ao mesmo tempo, que ela passou por duas fendas simultaneamente, ou ainda que percorreu dois caminhos de uma só vez, e que "interferiu consigo mesma".Na opinião deste autor, tratam-se de exageros conceituais, que podem conduzir o leitor não especializado ao erro e a imaginar situações que nada têm a ver com a mecânica quântica propriamente dita, entendida do modo como o fazemos neste artigo.Este texto de caráter geral, sem mencionar essas fontes, tem a intenção de esclarecer ou ao menos de questionar esses e outros pontos polêmicos na fala comum sobre os resultados da mecânica quântica. Introdução"Cats seem to play an important role in physics."B. Kanitscheider (1992) Quando nos deparamos com situações inusitadas, com as quais nunca tivemos contato anterior, tendemos a procurar explicações dentro dos contextos que nos são familiares.Assim, se vemos uma imagem difusa de um animal, na tentativa de descobrir do que se trata, procuramos em nossos arquivos aqueles animais conhecidos que em nossa opinião mais se aproximam daquilo que vimos difusamente.Muitas vezes, cometemos o erro de achar que o tal animal é de algum tipo, e podemos estar equivocados.Isso parece bastante evidente para qualquer um que se ocupe a pensar sobre o assunto, e acontece também com os resultados que obtemos em nossas teorias científicas, em especial nas teorias da física.A física quântica é um dos campos do saber que mais nos apresentam resultados que nos parecem totalmente estranhos, e as explicações que tentamos dar, tomando por base o que (supostamente) conhecemos,

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Resumo O experimento mental do gato de Schrödinger, concebido originalmente por Erwin Schrödinger para criticar a interpretação de Copenhagen da mecânica quântica quando aplicada a sistemas macroscópicos, frequentemente se tornou um símbolo das “estranhezas” quânticas, especialmente para o público leigo. Este artigo propõe uma ressignificação pedagógica deste famoso paradoxo. Argumentamos que, ao invés de apenas ilustrar um debate histórico ou as dificuldades conceituais da mecânica quântica, o gato de Schrödinger pode ser uma ferramenta didática eficaz para introduzir e exemplificar os seus postulados fundamentais. Através da análise do estado do gato na caixa, exploramos como os conceitos de estado quântico, superposição, operadores, autovalores, probabilidades de medição, colapso da função de onda e evolução temporal podem ser apresentados de forma mais concreta e instigante para estudantes de física.

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