O que é Gato de Schrödinger e por que o experimento é importante para a física?

O Gato de Schrödinger é um experimento mental proposto pelo físico austríaco Erwin Schrödinger para explicar a superposição de estados na mecânica quântica — a área da física que estuda o comportamento de partículas menores que um átomo. Ela considera que um gato, preso dentro de uma caixa, pode estar vivo e morto ao mesmo tempo.

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Essa abstração parece bastante estranha, certo? E esse é justamente o ponto: Schrödinger não acreditava muito na ideia da superposição de estados e, com o experimento, tentou trazer para o mundo macroscópico um exemplo que considerava ser absurdo. No entanto, após mais de um século de pesquisas, sabemos, hoje, que partículas como os elétrons podem se comportar como onda e partícula, ou seja, se encontram em uma superposição de estados.

A seguir, entenda, o que motivou o experimento e por que ele se tornou tão importante para a física. 

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Gato de Schrödinger: o que motivou o experimento?

A mecânica quântica é uma área da física que começou a ser melhor compreendida e estudada no início do século XX. Até então, na física clássica, partícula e onda eram tidas como entidades distintas e incompatíveis.

A mecânica quântica, então, estuda o comportamento dos menores corpos do universo (como os elétrons e fótons) e revela que eles podem apresentar características tanto de onda quanto de partícula, dependendo da forma como são observados.

Além disso, sistemas quânticos podem existir em uma superposição de estados diferentes até serem medidos, o que significa que uma partícula pode estar em múltiplos estados ao mesmo tempo.

Mas não é só isso: se um observador, por exemplo, quisesse medir o que está acontecendo com essa partícula e interagisse com o sistema, ela, então, se mostraria ou como onda ou como partícula, causando o que chamamos de colapso da superposição. 

Essa ideia parecia tão ilógica para Schrödinger que ele, então, criou o experimento mental — no caso do gato, a superposição de estados seria ele estar vivo e morto ao mesmo tempo. O que ele não poderia imaginar é que essa abstração é usada até hoje para explicar como a física quântica realmente funciona. A seguir, entenda como Schrödinger propôs o experimento. 

O que é o gato de Schrödinger?

Imagine um gato, dentro de uma caixa, junto do seguinte dispositivo: um contador Geiger (usado para detectar radiação) e uma pequena quantidade de substância levemente radioativa. Essa substância pode decair como pode não decair dentro de uma hora. 

Se ela decair, ela ativa o contator, que aciona um mecanismo capaz de liberar um martelo. O martelo, por sua vez, quebra um frasco de veneno, que libera um gás tóxico suficiente para matar o gato. No entanto, se a substância não decair, nada disso acontece e o gato continua vivo. 

Deixamos o gato dentro dessa caixa por aproximadamente uma hora. Após esse período, ele está em uma superposição de estados: vivo e morto, ao mesmo tempo. E ele seguirá assim até que alguém abra a caixa e interaja com o sistema, forçando o colapso da superposição para um gato vivo ou morto. Vale dizer que o experimento se trata apenas de uma abstração, e nenhum gatinho foi machucado ou usado durante os estudos de Schrödinger.

Para que serve o experimento?

O objetivo do experimento mental proposto por Schrödinger era provar que a ideia de superposição de estados, defendida pela escola de Copenhage e pelos físicos Niels Bohr e Werner Heisenberg, estava errada. 

O problema é que ele acaba servindo muito bem para explicar como a física quântica funciona e, por isso, é tão conhecido e importante. Hoje, sabemos que apesar de contraintuitiva, a superposição de estados é uma característica de partículas subatômicas. 

Um fato curioso sobre Schrödinger é que ele nunca aceitou as ideias de Copenhage e, por isso, acabou abandonando a física quântica e se dedicou a outras áreas. Apesar disso, seu experimento cumpriu um papel fundamental na compreensão de assuntos tão complexos e em novas formas de se pensar a mecânica quântica. 

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