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Um novo passo no desconhecido

Nada de Transfiguração, Aritmancia ou Poções: a matéria mais difícil do mundo é mesmo a Física Quântica. Mas o corpo de colunistas do Potterish, que é tão diversificado, tem um físico que faz a mais absoluta questão de provar que essa ciência não é assim tão difícil como você andava espalhando na escola.

Na coluna de hoje, Bruno Contesini vem brilhantemente nos lembrar a importância da física e a relação direta que esta tem com Harry Potter, a todos aqueles que se propuserem a refletir sobre determinadas passagens da série. Não deixe de ler a coluna, registrar seu comentário e tirar dúvidas com Bruno!

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Por Bruno Contesini

Quando entramos no terreno fértil da ficção, como J. K. Rowling fez com tanta maestria nos livros de Harry Potter, algumas vezes acabamos esbarrando em detalhes que não estão tão distantes da ciência como muitos imaginam. Há algumas semanas, adentrei em alguns tópicos que aproximam a física à magia. A proposta agora é dar um passo além, abordando um tópico mais subjetivo, mas igualmente fantástico e, até mesmo, coerente do ponto de vista científico.

No passado distante, quando a humanidade começava a perceber que muitas das eventualidades seguiam padrões bem definidos, o cientista francês Laplace referiu-se pela primeira vez ao termo “determinismo científico”! Segundo Laplace, se, em algum momento, soubéssemos a velocidade e a posição de todas as partículas do mundo, poderíamos prever o futuro e compreender o passado.

Em última análise, o que o francês disse, foi que no universo, tudo podia ser compreendido e calculado com exatidão, não havia espaço para dúvidas ou probabilidades! Talvez muitos dos leitores conheçam a famosa frase:

“Deus não joga dados”, proferida por Einstein em alusão a este princípio.

Se tudo é tão exato na ciência, então se eu atirar uma pedra contra uma parede, ela jamais irá atravessar a barreira física, não é mesmo? Será que isso é uma verdade absoluta? Como passar entre as plataformas nove e dez utilizando a física?

Pelo determinismo científico, para podermos conhecer o passado e o futuro, precisaríamos observar a velocidade e a posição das partículas, entretanto, para definirmos a posição, precisamos “enxergar” a partícula, ou seja, precisamos “iluminá-la”, fazer incidir sobre ela um feixe de luz.

Convém lembrarmos que a luz é uma onda e uma partícula, como onda, ela transporta energia, deste modo, tão logo a luz incida sobre qualquer corpo, essa energia irá alterar sua velocidade, que não poderá ser medida com precisão.
Este raciocínio levou Werner Heisenberg a formular o seu princípio da incerteza, nele, é colocado de forma bem clara que é impossível se chegar a uma exatidão nas medidas de posição e velocidade, ao mesmo tempo. É a queda do princípio determinista, e o momento em que o mundo se tornou, tão imprevisível quanto um jogo de dados, em algumas condições.

A área da física que trabalha com o universo das probabilidades é a temida mecânica quântica! Em uma recordação pessoal, não posso deixar de citar que, certa vez, quando criança, perguntei a meu pai qual era a disciplina mais difícil do mundo, a resposta dele foi exatamente física quântica! Antes das linhas derradeiras desta coluna, espero poder convencer alguns de que isso não é tão incompreensível quanto parece!

Imagine que colocamos uma partícula dentro de uma caixa! Agora, em um próximo passo, imagine que vamos diminuindo, progressivamente o tamanho desta caixa contendo a partícula! Quanto menor o recipiente for se tornando, mais próximos estaremos de saber exatamente onde está a partícula, já que ela precisa estar dentro de um espaço cada vez menor, correto?

Se utilizarmos o princípio da incerteza, podemos concluir que a medida que diminuímos o tamanho da caixa, podemos sim ter maior exatidão na medida da posição, mas, como compensação, teremos bem mais dificuldades para medir sua velocidade! É como se a partícula estudada não quisesse ficar presa, quanto mais ela se sente encurralada, mais rapidamente ela começa a “correr” e não podemos medir sua velocidade.

A questão é que para aumentar sua velocidade, e passar a correr mais rápido, esta tal partícula precisa de energia, uma energia que certamente está vindo de algum lugar, mas de onde? O que ocorre é que o corpo encurralado, retira energia do próprio meio onde está preso. Em mais uma analogia, é como se pegasse energia emprestada, quanto maior a quantidade de energia emprestada, é preciso devolver mais rápido.

Em um instante extraordinário, imagine que um corpo pegou tanta energia emprestada que esta passa a ser suficiente para que ele ultrapasse uma barreira física, e se livre da prisão onde estava encurralado. Cientificamente, as chances de algo assim ocorrer são muito pequenas, mas não são nulas! Para que isso possa acontecer é necessário que as energias do corpo e da barreira não sejam muito diferentes, além é claro, de uma boa dose de sorte!

Para finalizar, todo o tratamento científico que foi dado para o caso de uma partícula, em princípio, poderia ser estendido para um conjunto de partículas ou, porque não dizer, para um indivíduo aluno de Hogwarts! A ressalva é que isso certamente reduziria a probabilidade de que todo o corpo ultrapassasse a barreira.

Convém lembrar que a física quântica é apenas uma das correntes de pensamento da física atual, válida para o universo microscópico, para tudo o que é visível, a teoria da relatividade ainda é soberana. As mais espetaculares mentes trouxas do mundo tentam combinar de forma eficiente a física quântica e a relatividade, a principal candidata a cumprir essa missão é a teoria das cordas.

Pessoalmente, eu desconfiei por anos que os bruxos fossem mais evoluídos intelectualmente que nós trouxas, gostaria de pedir a Alvo Dumbledore umas aulas sobre teorias de unificação quântico-relativísticas, se tivesse tido tempo para isto.

O fenômeno que foi relatado no decorrer desta coluna, chamado tunelamento quântico, rendeu ao japonês Leo Esaki o prêmio Nobel de física de 1973! Agora vou aproveitar pra preparar uma generosa porção de felix felicis, e logo depois tentarei atravessar entre as plataformas nove e dez! Alguém me acompanha?

Levanta a mão todo mundo que sabe um pouquinho mais de Física por causa do Bruno Contesini! o/