A física quântica é o ramo da física que dedica-se ao estudo do microcosmo, perpassando suas características e propriedades. Em virtude disso, essa área que consolidou-se após vários estudos do século XX vem trazendo novos conhecimentos sobre a matéria e sobre a natureza em nossa volta. Ademais, esse conhecimento vem nos mostrando ser incrivelmente útil para os diversos avanços científicos da nova revolução tecnológica que iniciou com a construção dos transistores.
Tendo isso em vista, nesse artigo buscamos explorar um pouco sobre como a física quântica vem sendo uma área promissora de estudos e como ela irá revolucionar e mudar o mundo.
Entenda o que é física quântica
Decerto, nosso objetivo aqui não é falar sobre o que é essa área de estudo em minúcias. Entretanto, caso você esteja interessado nesse conteúdo pode conferir um artigo específico sobre esse tema clicando aqui.
De fato, é importante que você entenda bem o que é a física quântica. Em geral, a quântica/física quântica ou mecânica quântica compreende a área de estudo da física que objetiva a compreensão dos fenômenos microscópicos. Portanto, seus objetos de interesse versam desde os constituintes de átomos até moléculas e efeitos macroscópicos que são manifestados em alguns sólidos como os supercondutores.
No entanto, cientistas e físicos enfrentaram desafios reais ao tentar compreender vários desses efeitos e fenômenos.
A mudança nos paradigmas da física
Em suma, a física quântica foi responsável por desencadear diversas mudanças de paradigmas dentro da física. Esses paradigmas permeiam diversos aspectos e fenômenos físicos que são ou contraintuitivos ou que desafiaram percepções da física clássica.
Um dos principais paradigmas que mudou com a quântica foi a ideia de que a realidade é determinística previsível. Em verdade, experimentos com partículas subatômicas têm um comportamento probabilístico, ou seja, não podemos prever exatamente onde uma partícula estará em um determinado momento, apenas podemos calcular a probabilidade de encontrá-la em um local específico. Essa descoberta foi um choque para muitos cientistas, que estavam acostumados com a ideia de um mundo determinístico.
Outro paradigma que nós vemos que foi modificado pela quântica foi a ideia de que o observador é separado do objeto observado. Decerto, nessa área, a observação de uma partícula afeta sua posição e comportamento, o que significa que a observação é inseparável do objeto observado. Essa descoberta levou à compreensão de que a mente do observador e o objeto observado estão intimamente ligados.
As tecnologias quânticas
A física quântica é uma área fascinante e complexa que tem impactado muitas áreas de estudo e pesquisa, incluindo a tecnologia. Ademais, a aplicação da física quântica na tecnologia tem sido uma área de pesquisa em crescimento há várias décadas. Por conseguinte, muitas tecnologias que usamos hoje são baseadas em princípios quânticos, e muitas outras estão em desenvolvimento ativo.
Uma das primeiras aplicações da física quântica na tecnologia foi no desenvolvimento de lasers, que utilizam o princípio de emissão estimulada de radiação. Decerto, desde a sua invenção em 1960, os lasers têm sido usados em muitas aplicações, incluindo comunicação, corte e soldagem de materiais, medicina, pesquisa científica e muito mais.
Além disso, outra tecnologia importante que citamos é a criptografia quântica. Decerto, essa nova criptografia utiliza o fenômeno quântico de emaranhamento para proteger informações transmitidas em um canal de comunicação. Assim, permitindo a troca de informações seguras sem o risco de interceptação por terceiros. Dessa forma, a criptografia quântica tem o potencial de revolucionar a segurança da informação e tem sido objeto de muita pesquisa nos últimos anos.
A computação quântica é outra área em desenvolvimento ativo que promete transformar a maneira como processamos informações. Para tanto, essa nova computação utiliza a superposição e o emaranhamento entre os qubits (os bits quânticos) para realizar cálculos extremamente complexos em uma fração do tempo que levaria em computadores convencionais. Embora ainda esteja em sua fase inicial, a computação quântica tem o potencial de transformar muitas áreas de pesquisa e tecnologia, incluindo a criptografia, a modelagem de sistemas complexos e o desenvolvimento de materiais.
Cuidado, nem tudo é quântica!
O termo “quântico” vem sendo usado frequentemente de maneira equivocada em muitas áreas, incluindo pseudociências e marketing de produtos. Por exemplo, a cura quântica, a terapia quântica e a meditação quântica são algumas pseudociências que usam o termo para dar uma aparência de ciência a ideias que não têm base científica. Além disso, muitos produtos, desde cremes de beleza até suplementos alimentares, usam o termo “quântico” para sugerir benefícios misteriosos para a saúde. Entretanto, na maioria das situações, sequer há uma base científica real para isso.
É importante lembrar que nem tudo é quântico e ter cautela ao avaliar a validade de alegações que usam o termo. Embora a física quântica seja uma área importante e fascinante da ciência, nem todas as ideias que usam o termo “quântico” têm base científica real. Assim, é importante ser crítico e cauteloso ao avaliar as alegações que usam o termo “quântico” e verificar se elas têm fundamentação científica real. Em resumo, o uso equivocado do termo “quântico” é uma prática comum em muitas áreas, incluindo pseudociências e marketing de produtos.
Então, a linguagem precisa e a verificação dos fatos são essenciais para separar as ideias que são realmente baseadas em física quântica das que são simplesmente pseudociências.
Os desafios futuros da física quântica
Apesar de a física quântica ter trazido importantes avanços para a ciência, ainda existem muitos desafios a serem enfrentados no futuro. Um dos principais desafios é a compreensão da natureza da gravidade quântica. Até o momento, a física quântica e a teoria da relatividade de Einstein, que descreve a gravidade, são teorias que parecem incompatíveis. A busca por uma teoria unificada que descreva a gravidade quântica é um dos grandes desafios atuais.
Outro desafio é o desenvolvimento de tecnologias que explorem os efeitos quânticos de forma prática, uma vez que muitas dessas tecnologias possuem fatores limitantes. Além disso, a exploração das propriedades quânticas pode levar a novas tecnologias revolucionárias, como a criptografia quântica e a comunicação quântica.
Por fim, um desafio importante é a compreensão da relação entre a física quântica e a consciência humana. A inseparabilidade entre o observador e o objeto observado levou a discussões sobre a consciência como um fenômeno fundamental na descrição da realidade quântica. No entanto, essa questão ainda é objeto de debate e pesquisa em andamento.
Em resumo, a física quântica ainda enfrenta muitos desafios no futuro, desde a busca por uma teoria unificada que descreva a gravidade quântica até o desenvolvimento de tecnologias que explorem os efeitos quânticos de forma prática.
Referências
- Feynman, Richard P. QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press, 2014.
- Susskind, Leonard, and Art Friedman. Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum. Basic Books, 2014.
- Greene, Brian. The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality. Knopf Doubleday Publishing Group, 2004.
- PENROSE, Roger. The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe. Vintage, 2005.
- STANFORD Encyclopedia of Philosophy. Quantum Mechanics. 2020. Disponível em: https://plato.stanford.edu/entries/qm/. Acesso em: 13 abr. 2023.
- QUANTUM Diaries. Disponível em: https://www.quantumdiaries.org/. Acesso em: 13 abr. 2023.
- PHYS.org. Quantum Physics. Disponível em: https://phys.org/physics-news/quantum-physics/. Acesso em: 13 abr. 2023.
- MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY. Quantum Physics I and II. Disponível em: https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-04-quantum-physics-i-spring-2013/ e https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-05-quantum-physics-ii-fall-2013/. Acesso em: 13 abr. 2023.
