A experiência mais bonita da física quântica:entrada para apostas online blaze

Luis De Broglie se baseou na definição que já existiaentrada para apostas online blazefótons: que eram as partículas que compõem a luz (na física clássica, uma onda) que se comportavam como partículas.

Assim, sabia-se que a massa dos fótons era zero, queentrada para apostas online blazevelocidade era a da luz e que eles tinham um impulso associado ao comprimentoentrada para apostas online blazeonda dessa luz (comprimentoentrada para apostas online blazeonda é uma característica das ondas que nos diz a que distância a onda volta a se repetir).

De Broglie pensou que se a luz podia se comportar como uma partícula e ter um impulso associado ao seu comprimentoentrada para apostas online blazeonda, os elétrons poderiam se comportar como ondas e ter um comprimentoentrada para apostas online blazeonda associado ao seu impulso.

Ele definiu o comprimentoentrada para apostas online blazeondaentrada para apostas online blazeDe Broglie, "a onda da partícula", como a constanteentrada para apostas online blazePlanck (um número muito pequeno, característico do mundo atômico) dividida pelo impulso da partícula.

Esta ideia não estava baseadaentrada para apostas online blazenenhum cálculo ou evidência. Era uma hipótese que precisava ser provada.

O experimento das duas fendas para luz

O experimento das duas fendas é uma experiência realizada no início do século 19 pelo físico inglês Thomas Young, com o objetivoentrada para apostas online blazeapoiar a teoriaentrada para apostas online blazeque a luz era uma onda e rejeitar a teoriaentrada para apostas online blazeque a luz era composta por partículas.

Young lançou um feixeentrada para apostas online blazeluz por duas fendas e viu que se produzia um padrãoentrada para apostas online blazeinterferência sobre uma tela, uma sérieentrada para apostas online blazelistras brilhantes e escuras alternadas.

Este resultado seria inexplicável se a luz fosse composta por partículas, pois deveriam ser observadas apenas duas faixasentrada para apostas online blazeluz na frente das fendas, mas é facilmente interpretável supondo que a luz seja uma onda e que sofra interferências.

Posteriormente, este experimento foi considerado na física quântica para demonstrar o comportamento ondulatórioentrada para apostas online blazepartículas muito pequenas, na escala dos átomos.

O experimento pode ser feito com elétrons, átomos ou nêutrons, produzindo padrõesentrada para apostas online blazeinterferência semelhantes aos obtidos quando é realizado com luz. Isso mostra, portanto, esse comportamento ondulatório das partículas.

O experimento das duas fendas para elétrons

Vamos ver o que acontece no experimento das duas fendas se,entrada para apostas online blazevezentrada para apostas online blazeum feixeentrada para apostas online blazeluz, tivermos um feixeentrada para apostas online blazeelétrons.

Estes elétrons podem ser lançados com qualquer velocidade que desejarmos, acelerando-os por meioentrada para apostas online blazeuma diferença no potencial elétrico.

Como podemos escolher a velocidade destes elétrons e o comprimentoentrada para apostas online blazeDe Broglie depende da velocidade, estamos na verdade escolhendo o comprimentoentrada para apostas online blazeonda destes elétrons.

No entanto, a construçãoentrada para apostas online blazeuma fenda dupla para o caso dos elétrons não é nada fácil. Só muitos anos depoisentrada para apostas online blazea ideia ter sido proposta é que este experimento pôde ser realizado.

Em 1961, Claus Jönsson acelerou um feixeentrada para apostas online blazeelétrons por meioentrada para apostas online blaze50 mil volts e passou este feixe por duas fendas com espaçamento e largura muito pequenos.

Primeiro, o feixeentrada para apostas online blazeelétrons foi lançado por uma única fenda, e eles foram contados à distância com detectores. Os detectores que estavam diante da fenda contaram muito mais elétrons.

Em seguida, outra fenda foi feita, com a qual se observou altos e baixos na contagementrada para apostas online blazeelétronsentrada para apostas online blazeacordo com a posição dos detectores.

Ou seja, havia detectores na altura da primeira fenda que recebiam menos elétrons quando havia duas fendas, do que quando havia uma.

A primeira coisa que pensaram é que era por causa da carga dos elétrons. Com carga negativa, estes elétrons podiam se repelir enquanto viajavam juntos no feixe.

Para comprovar isso, eles lançaram elétrons um a um com as duas fendas abertas, e o mesmo resultado foi obtido. Por isso, eles chegaram à conclusãoentrada para apostas online blazeque estes altos e baixos indicavam que os elétrons haviam sofrido interferência e, portanto, possuíam propriedadesentrada para apostas online blazeondas.

O padrão das interferências das duas fendas fotografado por Jönsson tinha semelhanças com os padrões das duas fendas obtidos com fontesentrada para apostas online blazeluz, reforçando a evidência a favor da natureza ondulatória das partículas.

Ao mesmo tempo, outros experimentos foram feitos com partículas que chegaram à mesma conclusão: elas tinham propriedadesentrada para apostas online blazeonda. Isso não era explicável a partir do pontoentrada para apostas online blazevista da física clássica,entrada para apostas online blazemodo que seria parteentrada para apostas online blazeum grande ramo da física moderna, a física quântica.

O experimento impossívelentrada para apostas online blazemedir

Vamos fazer uma estimativa da ondaentrada para apostas online blazeDe Broglie associada ao elétron. Se o elétron se move a uma velocidade próxima à da luz, por exemplo 0,6 vezes a velocidade da luz, seu comprimentoentrada para apostas online blazeonda associado éentrada para apostas online blazeaproximadamente 3 picômetros, um comprimentoentrada para apostas online blazeonda muito pequeno, mas mensurável, dentro do espectro dos raios X ou gama.

Agora, vamos calcular o comprimentoentrada para apostas online blazeondaentrada para apostas online blazeDe Broglieentrada para apostas online blazeum carro que pesa 1.000 kg e se move a uma velocidadeentrada para apostas online blaze100 metros por segundo. O comprimentoentrada para apostas online blazeonda associado a este carro éentrada para apostas online blaze6,6 x 10⁻³⁹ m, que é tão pequeno que é impossívelentrada para apostas online blazemedir.

Portanto, não há experimento que possa mostrar a natureza ondulatóriaentrada para apostas online blazeobjetos macroscópicos. Somente quando você penetra dentro do átomo para fazer experimentos com partículas atômicas e nucleares é possível observar o comprimentoentrada para apostas online blazeondaentrada para apostas online blazeDe Broglie, o comprimentoentrada para apostas online blazeonda das partículas.

* Manuel D. Barriga-Carrasco é professor da Escola Técnica Superiorentrada para apostas online blazeEngenheiros Industriais da Universidadeentrada para apostas online blazeCastilla-La Mancha, na Espanha.

Este artigo foi publicado originalmente no siteentrada para apostas online blazenotícias acadêmicas The Conversation e republicado aqui sob uma licença Creative Commons. Leia aqui a versão original (em espanhol).

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