O experimento da dupla fenda é um dos experimentos mais conhecidos da história da física. Proposto pela primeira vez pelo físico do início do século 19, Thomas Young, este experimento é deliciosamente simples em sua montagem, ainda que enganosamente complexo no que ele nos diz sobre o mundo.
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Enquanto a luz pode se comportar como uma partícula, o experimento da dupla fenda foi originalmente usado por Young para mostrar que a luz também pode se comportar como uma onda. Se você precisar de uma atualização da experiência, poderá ver uma versão aqui:
Outras versões do experimento de dupla fenda que usavam elétrons, ou mesmo moléculas químicas maiores, mostraram que mesmo esses objetos menos efêmeros podem criar padrões de interferência semelhantes a ondas.
Não foi até o início do século 20 que os físicos que trabalhavam no então novo campo da mecânica quântica chegaram à explicação que ainda existe até hoje: a dualidade onda-partícula. A teoria sustenta que, em alguns sentidos, a luz, os elétrons e outras pequenas coisas podem se comportar como uma onda e como uma partícula. Por quase cem anos, os princípios da física quântica estabelecidos por alguns dos maiores nomes da física - Einstein, Bohr, Planck e outros - foram usados para explicar os resultados bizarros de Young e outros experimentos similares. No entanto, persistir em segundo plano tem sido outra explicação de como o mundo funciona e, de acordo com a Revista Quanta, pesquisas recentes de laboratório estão fazendo com que alguns físicos dêem uma segunda olhada nos fundamentos da física quântica.
De acordo com as noções modernas de física quântica, nas menores escalas - no reino dos elétrons, fótons e quarks - o mundo não é óbvio, direto e determinístico. Pelo contrário, o mundo é uma das probabilidades. Os elétrons parecem existir em uma nuvem de possibilidades, habitando uma área, mas sem um espaço particular. Não é até que você veja que esta aura de probabilidade entra em colapso e o elétron habita um determinado lugar.
Para algumas pessoas, essa interpretação probabilística do mundo é simplesmente enervante. Para outros, porém, a interpretação probabilística parece desnecessária do ponto de vista científico. Pode haver outra maneira de explicar o comportamento estranho visto no experimento da dupla fenda que não se desdobra na esquisitice probabilística usual da mecânica quântica, diz a Quanta Magazine .
Conhecida como “teoria da onda piloto”, esta linha de pensamento diz que, ao invés de elétrons e outras coisas serem quase-partículas e quase ondas, o elétron é uma partícula discreta que está sendo carregada por uma onda separada. O que essa onda é feita de ninguém sabe. Mas pesquisas experimentais recentes mostram que, no laboratório, partículas sendo carregadas por ondas exibirão muitos dos mesmos comportamentos estranhos que eram considerados exclusivos do domínio da mecânica quântica (como visto no vídeo acima).
Não ser capaz de explicar o que a onda é é um problema, mas também a aleatoriedade inerente da física quântica moderna.
O benefício da teoria da onda piloto é que, se ela for implementada, ela permitirá que os físicos expliquem as coisas que ocorrem nos menores tamanhos com as mesmas regras que se aplicam aos objetos maiores. Este não é o caso da mecânica quântica, em que conjuntos diferentes de regras parecem se aplicar a objetos minúsculos e a objetos maiores.
A teoria da onda piloto foi lançada no início do século 20, quando as idéias da física quântica ainda estavam sendo estabelecidas, mas nunca foi captada. Por muito tempo, a idéia desapareceu da moda, mas os novos experimentos, diz a Quanta Magazine, significam que a teoria da onda piloto está voltando - pelo menos em alguns círculos.
Vídeo: Daniel Harris e John Bush, pesquisadores do MIT, mostram como uma bola de petróleo pode se comportar como um elétron.
