Figura 44 – Louis Broglie - A natureza ondulatória dos elétrons.
Fonte:<https://pt.wikipedia.org/wiki/Louis_de_Broglie>
atrás de cada uma das duas fendas.
Partículas microscópicas, como elétrons, têm um comportamento peculiar ao passar por uma fenda dupla. Este comportamento é diferente tanto de projéteis como de ondas. Ele tem características de ambos, o que designamos como dualidade onda-partícula. É necessário aprender também a usar a matemática das ondas para calcular as probabilidades de encontrar o elétron em determinadas posições do espaço. (<https://www.fing.edu.uy/if/cursos/fismod/cederj/aula02.pdf>)
Execute esse mesmo experimento usando , em vez de spray de tinta, um canhão de elétrons, disparando elétrons em vez de partículas de tinta (e usando um detector que registra o impacto de cada elétron, iluminando cada pixel no ponto de impacto), e algo estranho e totalmente inesperado acontecerá. Em vermos duas manchas de luz com margens difusas, veremos franjas escuras e franjas claras em alternância - a assinatura da interferência de onda. A conclusão é - sob tais circunstâncias, o elétron se comporta como uma onda. A matéria, como a luz, algumas vezes se
comporta como partícula; outras vezes, como onda. (STEIN, 2008)
4.4
Decisões divididas: Experimentos com divisores de feixes
Para o entendimento desta seção lançaremos mão do campo de jogo de Baseball, em alusão ao experimento com divisores de feixes.
Campo Interno ("Infield") - Os pontos principais do campo interno são: a Pri- meira (1a) Base, a Segunda (2a) Base, a Terceira (3a) Base, o "Home Plate"(casa-base e a Placa de Arremessador.
Campo Externo ("Outfield") - O campo externo, também chamado os fundos, é grande e é dividido em três áreas gerais (não marcadas): o Fundo Direto, o Fundo Central e o Fundo Esquerdo.
Dimensões de um campo de beisebol - Um campo de baseball ocupa um área equivalente a quase dois campos de futebol. Não há medidas oficiais para o tamanho de campo, mas típicamente a distância do "home plate"ao limite do campo é aproxi- madamente (100 m) ao longo das linhas laterais aumentando a mais que (120 m) no centro. O campo interno tem medidas oficiais: (27,4 m) entres as bases que formam um diamente com a placa de arremessador localizada a (18,4 m) do "home plate". É comun se chamar as partes do campo pelos nomes abreviados: primeira, segunda, terceira, "home", esquerdo, centro, e direto. Um campo de baseball é representado na Figura 46seguinte.
Figura 45 – Componentes de um campo de Baseball.
Fonte: Google Images
4.4.2
O que é Baseball - uma breve explicação
O basebaal é um jogo composto por dois times de nove jogadores que se alternam entre turnos de ataque e defesa. Uma partida é dividida em "entradas"que consistem
4.4. Decisões divididas: Experimentos com divisores de feixes 63
Figura 46 – Um campo de Baseball - a posição dos jogadores.
Fonte:<https://ceramicabeisebol.com/beisebol/>
em dois turnos: um time ataca no primeiro turno e defende no segundo, e vice-versa. No ataque, os jogadores, um por vez, entram em campo no "home plate"com um bastão, a fim de rebater a bola lançada pelo arremessador do time adversário que está na defesa. Se um rebatedor acerta a bola na área válida, ele torna-se corredor e tenta alcançar em seguida, a primeira, segunda e terceira base sem ser eliminado pela defesa, até que chega novamente ao "home plate". Ele não precisa completar a volta em uma jogada só, podendo avançar uma ou mais bases por vez durante os rebatimentos dos seus colegas. Cada volta completada marca um ponto, chamado de "corrida", para o time no ataque. Um time continua no ataque até que três jogadores sejam eliminados, aí então acontece uma troca, e o time que atacava vai para a defesa e, o que defendia vai para o ataque. Ao final da partida, o time que marcou mais corridas vence. Em caso de empate, são disputadas entradas extras até que se tenha um vencedor.
As Tarefas Básicas do Baseball - Objetivos:
Defesa - (c) Lançar, Apanhar/Pegar. Tem que eliminar atacantes sem ceder pontos.
Ataque - (a) Rebater (b) Correr as bases. Atacantes tem de marcar pontos
através de rebatidas e fazer os percursos das bases sem ser eliminado.
4.4.3
O experimento com divisores de feixes
Uma série de experimentos intrigantes nessa área são conduzidos com divisores de feixes. Pode-se suspeitar que os fótons simplesmente assumem um ou outro compor- tamento - onda ou partícula - quando atingem o divisor de feixes.
Imaginemos que um fóton (um atacante-rebatedor) comece sua jornada numa das bases de um campo de baseball e consiga um duplo, conseguindo dar dois saltos no percurso das bases, passando para a segunda base. Nesse experimento o fóton pode chegar à segunda base passando pela rota usual - passando pela primeira base, até
convergem de modo que a interferência de onda, se existe, pode ser detectada. O divisor de feixes envia o fóton por uma das duas rotas, através da terceira ou primeira base, e o faz aleatoriamente, mas com probabilidades iguais de usar qualquer uma das rotas. Nessa variação, o detector de luz revela os padr eos de interferên- cia, assim como fez o experimento de dupla fenda. Os fótons estão agindo como ondas. Agora, mudando o experimento um pouco. Posicione um detector de fótons por trás da primeira base ou da terceira. Um treinador (o técnico) sempre sabe quando um jogador passou por ele - ou se nenhum jogador passou por ele. Da mesma forma um detector de fótons pode determinar se um fóton passou ou não. Isso tem um efeito decisivo sobre o padrao de luz atrás da segunda base; o fóton agora é composto de duas faixas de luz, indicando que os fótons se comportam como partículas.
Objetos quânticos são notavelmente esquivos. Considere um fóton como exemplo. O quantum de luz (fóton) pode agir como partícula, seguindo um caminho bem definido como se fosse um minúsculo projétil; e no momento seguinte agir como uma onda, sobrepondo-se a outras para produzir padrões de interferência muito parecidos com ondulações na água.
A dualidade onda-partícula é uma característica fundamental da mecânica quântica, uma que não se compreende facilmente nos termos intuitivos da experiência cotidiana. Mas a natureza dupla de entidades quântico-mecânicas fica ainda mais estranha. Novos experimentos demonstram que fótons não apenas mudam de ondas para partículas, e de volta para ondas; mas que podem, na verdade, exibir tendências de ondas e partículas ao mesmo tempo. De fato, um fóton pode atravessar um complexo aparato ótico e desaparecer para sempre em um detector sem ter decidido sua identidade - assumindo uma natureza de onda ou partícula só depois de já ter sido destruído.
Há poucos anos, físicos mostraram que um fóton "escolhe"se quer agir como onda ou partícula quando é forçado a isso. Se, por exemplo, um fóton for enviado a um de dois caminhos por um divisor de feixes, e cada um desses caminhos levar a um
detector de fótons, o fóton terá a mesma probabilidade de aparecer em qualquer
um dos detectores. Em outras palavras, o fóton simplesmente escolhe uma das rotas e a segue com probabilidades iguais. Mas se os caminhos divididos se recombinarem-se antes dos detectores, permitindo que os conteúdos dos dois canais interfiram como ondas que se reencontram do outro lado, um fóton demonstra efeitos de interferência ondulatória, essencialmente passando pelos dois caminhos ao mesmo tempo. Se você mede um fóton como uma onda, ele age como uma. (STEIN, 2008)