É a teoria Física que obtém
sucesso no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são próximas ou abaixo
da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras
partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos
macroscópicos em diversos casos. A Mecânica Quântica é um ramo fundamental da
Física com vasta aplicação.
A teoria quântica fornece
descrições precisas para muitos fenômenos previamente inexplicados tais como a
radiação de corpo negro e as órbitas estáveis do elétron. Apesar de na maioria
dos casos a Mecânica Quântica ser relevante para descrever sistemas
microscópicos, os seus efeitos específicos não são somente perceptíveis em tal
escala. Por exemplo, a explicação de fenômenos macroscópicos como a super
fluidez e a supercondutividade só é possível se considerarmos que o
comportamento microscópico da matéria é quântico.
A quantidade característica da
teoria, que determina quando ela é necessária para a descrição de um fenômeno,
é a chamada constante de Planck, que tem dimensão de momento angular ou,
equivalentemente, de ação.
A Mecânica Quântica recebe esse
nome por prever um fenômeno bastante conhecido dos físicos: a quantização. No
caso dos estados ligados (por exemplo, um elétron orbitando em torno de um
núcleo positivo) a Mecânica Quântica prevê que a energia (do elétron) deve ser
quantizada. Este fenômeno é completamente alheio ao que prevê a teoria
clássica.
Um panorama
A palavra "quântica"
(do Latim, quantum) quer dizer quantidade. Na Mecânica Quântica, esta palavra
refere-se a uma unidade discreta que a teoria quântica atribui a certas
quantidades Físicas, como a energia de um elétron contido num átomo em repouso.
A descoberta de que as ondas eletromagnéticas podem ser explicadas como uma
emissão de pacotes de energia (chamados quanta) conduziu ao ramo da ciência que
lida com sistemas moleculares,atômicos e subatômicos. Este ramo da ciência é
atualmente conhecido como Mecânica Quântica.
A Mecânica Quântica é a base
teórica e experimental de vários campos da Física e da Química, incluindo a
Física da matéria condensada, Física do estado sólido, Física atômica, Física
molecular, química computacional, química quântica, Física de partículas, e
Física nuclear. Os alicerces da Mecânica Quântica foram estabelecidos durante a
primeira metade do século XX por Albert Einstein, Werner Heisenberg, Max
Planck, Louis de Broglie, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Max Born, John von
Neumann, Paul Dirac, Wolfgang Pauli, Richard Feynman e outros. Alguns aspectos
fundamentais da contribuição desses autores ainda são alvo de investigação.
Normalmente é necessário utilizar
a Mecânica Quântica para compreender o comportamento de sistemas em escala
atômica ou molecular. Por exemplo, se a mecânica clássica governasse o
funcionamento de um átomo, o modelo planetário do átomo – proposto pela
primeira vez por Rutherford – seria um modelo completamente instável. Segundo a
teoria eletromagnética clássica, toda a carga elétrica acelerada emite
radiação. Por outro lado, o processo de emissão de radiação consome a energia
da partícula. Dessa forma, o elétron, enquanto caminha na sua órbita, perderia
energia continuamente até colapsar contra o núcleo positivo!
Interpretações da Mecânica Quântica
Uma interpretação da Mecânica
Quântica é uma tentativa de responder a questão: Sobre o que trata exatamente a
Mecânica Quântica? A questão têm as suas raízes históricas na natureza mesma da
Mecânica Quântica, que desde um princípio foi considerada como uma teoria
radicalmente diferente das teorias Físicas precedentes. Porém, a Mecânica
Quântica têm sido descrita como a teoria "mais comprovada e de maior
sucesso na história da ciência"
Mecânica Quântica, como uma teoria
científica, tem sido muito bem sucedida em prever resultados experimentais.
Isto significa, primeiro, que há uma correspondência bem definida entre os
elementos do formalismo (matemático, abstrato) e os procedimentos experimentais
e, em segundo lugar, que os resultado obtidos neste experimentos estão
extremamente de acordo com o formalismo. Além disso, que as questões básicas de
que o que significa a Mecânica Quântica são ainda uma proposta em si mesmas e
requerem algumas explicações.
O entendimento da estrutura
matemática da teoria trilhou vários estágios preliminares de desenvolvimento.
Por exemplo, Schrödinger de início não entendeu a natureza probabilística da
função de onda associada ao elétron; Foi Max Born que propôs uma interpretação
de uma distribuição de probabilidade no espaço para a posição do elétron.
Outros cientistas de destaque, tais como Albert Einstein, tiveram grande
dificuldade em concordar com a teoria. Mesmo se estes pontos forem tratados
como problemas menores, eles têm grande importância para atividades de
interpretação.
Disto não se deve, porém,
presumir que a maioria dos físicos considere que a Mecânica Quântica necessite
de uma interpretação, além das mínimas fornecidas pela interpretação
instrumentalista, as quais serão discutidas abaixo. A interpretação de
Copenhague, no ano de 2005, ainda parecia ser a mais popular entre os
cientistas (seguida pelas histórias consistentes e interpretação de muitos
mundos). Mas também é verdade que a maioria dos fisicos considera que questões
não instrumentais (em particular questões ontológicas) sejam irrelevantes para
a Física. Eles remetem ao ponto de vista de Paul Dirac, depois expresso em um
famoso ditado: "Cale-se e calcule" frequentemente (talvez
erroneamente) atribuído a Richard Feynman.
(Fonte: Wikipédia)
Disponível em:< http://www.fisica.net/mecanica-quantica/>
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