Introdução e o Problema da Medição
A Mecânica Quântica (MQ) é uma teoria que ocupa um lugar inusitado, situada de forma peculiar entre postulados matemáticos, experimentos de laboratório e intensas interpretações filosóficas[cite: 127]. [cite_start]Nesse espaço repleto de sutilezas, o aspecto mais fascinante é, paradoxalmente, o seu notável sucesso: o que é previsto pela matemática, ainda que não seja compreendido em sua totalidade ontológica, é rigorosamente medido nos experimentos[cite: 128]. [cite_start]E é exatamente aí que reside o problema central que permeia toda a teoria: a medição[cite: 129].
A formulação do problema da medição na MQ pode ter sua gênese traçada até o ano de 1927[cite: 130]. [cite_start]Foi nesse momento histórico que os físicos Davisson e Germer conseguiram confirmar experimentalmente a ousada hipótese das "ondas de matéria"[cite: 130]. [cite_start]Essa hipótese havia sido lançada por Louis De Broglie em sua tese de doutorado no ano de 1924[cite: 130].
[cite_start]Por extensão da dualidade onda-partícula que já havia sido observada na luz (graças aos trabalhos de Einstein e Compton em 1923), De Broglie propunha que a matéria em si também apresentava propriedades ondulatórias[cite: 132]. [cite_start]O comprimento dessas ondas de matéria seria dado por uma relação matemática direta entre a constante de Planck (\(h\)) e o momento linear da partícula (\(p\))[cite: 133]:
A banca examinadora de De Broglie, composta por expoentes como Jean Perrin e Paul Langevin, viu a ideia com bons olhos, pois ela conciliava de forma elegante fenômenos ondulatórios e corpusculares[cite: 136, 137]. [cite_start]No entanto, Perrin demonstrou certo ceticismo, exigindo confirmações experimentais que não estavam presentes na tese[cite: 137, 139]. [cite_start]A dificuldade experimental era imensa: a equação previa ondas da ordem de ângstrons (\(10^{-10}\) m)[cite: 149]. [cite_start]Para produzir difração com essas ondas, seriam necessárias fendas de dimensões comparáveis, algo que só poderia ser encontrado na distância média entre dois átomos em uma rede cristalina[cite: 150, 151]. [cite_start]Foi exatamente a difração de elétrons em cristais, realizada por Davisson e Germer, que comprovou a teoria e rendeu o Nobel a De Broglie (1929) e a Davisson (1937)[cite: 152].
Comprovado o caráter dual dos elétrons, a física deparou-se com um questionamento fundamental: num experimento como o da dupla fenda de Young, por qual fenda o elétron passa?[cite: 153]. [cite_start]As tentativas de medir essa passagem no laboratório foram sistematicamente frustradas pelo que viria a ser formalizado como o Princípio da Incerteza de Heisenberg (1927)[cite: 154].
[cite_start]Esses primeiros experimentos não apenas desafiaram nossa intuição [cite: 156][cite_start], mas balizaram uma nova maneira de pensar a evolução dos sistemas quânticos e impulsionaram a noção do caráter probabilístico da teoria, devida a Max Born[cite: 158]. [cite_start]Segundo Born, as ondas associadas às partículas não seriam ondas reais, materiais, mas sim ondas de probabilidade[cite: 158, 165]. [cite_start]Por essa interpretação revolucionária, Born foi laureado com o Nobel de Física em 1954[cite: 159].
[cite_start]"O uso de considerações probabilísticas não é estranho à física clássica... Entretanto, na física clássica as leis básicas são determinísticas, e a análise estatística é apenas um utensílio prático para tratar de sistemas muito complicados. De acordo com Heisenberg e Bohr, no entanto, a interpretação probabilística é fundamental em mecânica quântica, e deve-se abandonar o determinismo." [cite: 160, 161, 162, 163]
A cada nova comprovação experimental indicando a consistência dessas hipóteses, novos problemas emergiam, forçando os físicos a revolver noções clássicas há muito estabelecidas, como o realismo e a localidade[cite: 131, 170]. [cite_start]A teoria era implacável na previsão daquilo que seria medido, mas deixava uma lacuna perturbadora: o que havia antes da medição?[cite: 172, 173]. [cite_start]Aquilo que foi medido já existia exatamente daquela forma antes de ser observado?[cite: 174].
[cite_start]O desenvolvimento formal dessas questões levou à identificação de dois fenômenos cruciais: o emaranhamento e a decoerência[cite: 175]. [cite_start]O emaranhamento (termo cunhado por Schrödinger em 1935) foi a razão exata pela qual Einstein passou a afirmar que a MQ, embora correta em suas previsões, era uma teoria incompleta, necessitando da adição de variáveis ocultas para restabelecer o realismo[cite: 175, 176]. [cite_start]As previsões da MQ levavam à descrição de partículas com fortes correlações, independentemente da distância, algo que Einstein chamou criticamente de "efeito fantasmagórico à distância"[cite: 187].
[cite_start]Essas dúvidas filosóficas assombraram a física até 1964, quando John Bell concebeu um teorema capaz de testar laboratorialmente se a natureza obedecia à mecânica quântica ou se Einstein estava certo[cite: 176].