Ensino: Interpretações da mecânica quântica
"Se você acha que entendeu a mecânica quântica, é porque você não a entendeu", já dizia o brilhante físico americano Richard Feynman. Ele se referia à dificuldade que a teoria responsável por explicar o comportamento de partículas nas menores escalas da natureza impõe ao nosso modo "clássico" de pensar o mundo.
Alguns efeitos descritos pela teoria são difíceis de compreender. Por exemplo, a dualidade onda-partícula, ou seja, o fato de que qualquer entidade quântica pode ser vista como onda ou como partícula, e o que define isso é o método de observação. Afinal de contas, o que a partícula então é? Como ela sabe que método estamos usando para decidir como se manifestar?
Outro fenômeno misterioso é o da sobreposição de estados – até ser medida, uma propriedade de uma partícula não está definida. É como se a partícula estivesse em todos os estados possíveis ao mesmo tempo. O que isso significa em termos práticos? Qual é a realidade subjacente à teoria?
Essa ambiguidade fez com que, ao longo do último século, pesquisadores desenvolvessem diferentes interpretações para o significado da mecânica quântica. A mais conhecida é a chamada interpretação de Copenhague, encabeçada por Niels Bohr, Max Born, Wolfgang Pauli e Werner Heisenberg, entre outros.
Segundo essa forma de ver a teoria, uma partícula se mantém indeterminada, como onda, até ser forçada pelo ato de observação a efetivamente assumir o comportamento de partícula. Ou seja, até ter sua localização medida, a partícula era uma onda e não tinha posição pré-definida. "'O elétron se propaga como uma onda mas é detectado como uma partícula' é uma afirmação encontrada em textos didáticos", diz Michel E.M. Betz, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Em artigo publicado on-line no dia 23 de outubro na última edição da "Revista Brasileira de Ensino de Física", periódico da SBF, Betz faz uma crítica à ênfase que se dá a essa interpretação em particular, em detrimento de outras igualmente válidas. E então ele parte para o detalhamento de uma interpretação alternativa, a chamada interpretação da onda piloto, que teve como seu primeiro expoente o físico Louis de Broglie.
Segundo essa interpretação, a função de onda atua apenas como um guia para conduzir a partícula, que no fundo nunca deixa de ser exatamente isso: uma partícula. Com isso, mesmo que não haja observação ou medição, pode-se concluir que a partícula tem uma posição definida a cada instante.
Betz então faz uma introdução elementar a essa ideia da onda piloto, que pode ajudar professores de física de curso superior a oferecer a seus alunos uma visão mais completa e menos enviesada das possíveis interpretações para a misteriosa mecânica quântica, uma teoria tão sólida matematicamente, mas ao mesmo tempo tão ambígua no que diz respeito ao que ela nos informa acerca da realidade.