O gato vivo-morto de Schrödinger

by GREGO^®

Num sistema quântico, você nunca pode ter certeza do resultado de um experimento. Se há muitos resultados possíveis, tudo o que você pode fazer é descobrir a probabilidade de cada um - exatamente como calcular a chance de se obter uma determinada mão num jogo de cartas.

Para ilustrar isso vamos imaginar uma determinada porção de átomos radioativos. Após um determinado tempo denominado meia-vida, exatamente a metade desses átomos irá decair e se transformar em outro elemento químico. Exatamente a metade do que restou (um quarto da porção original) irá decair durante a próxima meia-vida, e assim por diante. Tudo se passa como se cada um desses átomos atirasse uma moeda para cima a cada meia-vida e resolvesse decidir seu destino no cara-coroa (50% de chances para cada uma das possibilidades).

Quando um único elétron se depara com os dois orifícios no experimento de Young, contanto que ninguém olhe, ele parece ir pelos dois caminhos ao mesmo tempo e interferir consigo mesmo, pois após um certo tempo se forma um padrão de interferência na tela. Mas se você preparar um detector para monitorar os elétrons você vai descobrir que a metade deles passa por um dos orifícios e a outra metade passa pelo outro e misteriosamente os elétrons deixam de interferir consigo mesmos e com outros e o padrão de diversas franjas claras e escuras dá origem a um padrão típico de partículas com apenas dois picos (duas fendas) claros.

O que ocorre é que, imediatamente antes de o elétron chegar aos orifícios, sua função de onda ainda possui ambas as possibilidades, de passar por um ou outro orifício. Exatamente como o átomo radioativo que pode ter decaído ou não. É uma questão de probabilidades.

Essa probabilidade quântica levou Albert Einstein a dizer sua famosa frase: “Não posso crer que Deus joga dados”. Também Erwin Schrödinger manifestou seu desgosto com a Interpretação de Copenhague em um experimento mental aque visa demonstrar o absurdo dessa interpretação no qual ele vislumbra um cenário diabólico: ele pede para imaginarmos uma câmara lacrada dentro da qual está um gato, com comida, bebida e tudo o mais que for preciso para uma vida de conforto e saúde. Mas na câmara também há um “aparelho diabólico”, que está ligado a uma amostra de material radioativo (talvez um único átomo). O aparelho engenhoso é preparado de tal forma que se e quando o átomo radioativo decair, ele dispara a liberação de um gás venenoso, que matará o gato.

Após um período equivalente a uma meia-vida do átomo, haverá uma probabilidade de 50:50 da amostra decair e disparar o aparelho diabólico, matando assim o gato. Qual é exatamente o estado do gato nesse instante? O que você verá se abrir a câmara?

A segunda pergunta é mais fácil de responder: se você olhar verá um gato vivo ou um gato morto com iguais chances para cada uma das possibilidades. Repetindo o experimento mil vezes, na metade delas você encontrará um gato vivo e na outra metade, um gato morto. No entanto, se você ainda não abriu a câmara, a função de onda que descreve o que ocorre com o gato é uma função de onda incerta que ainda contém as duas possibilidades, nesse instante portanto, o veneno foi e não foi liberado e o gato está tanto vivo quanto morto.

O colapso da função de onda se dá com o ato de observar. Ao observar, a função deixa de ser incerta e não contém mais ambas as possibilidades. Agora o gato estará ou vivo, ou morto. O ato de observar fez com que a função de onda original entrasse em colapso assim como no caso do elétron na dupla fenda.