Fenda extrema confirma: Luz é tanto onda quanto partícula

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 29/07/2025

Experimento da dupla fenda

Ao realizar uma verso extrema de um dos experimentos mais famosos da fsica quntica, cientistas demonstraram, agora com preciso de nvel atmico, a natureza dupla, porm evasiva, da luz.

Uma grande curiosidade associada a essa demonstrao que ela confirma que Albert Einstein estava errado sobre esse cenrio quntico especfico – seu colega Niels Bohr estava com a razo.

O experimento em questo o experimento da dupla fenda, realizado pela primeira vez em 1801 por Thomas Young (1773-1829) para demonstrar que a luz se comporta como onda. Hoje, com a formulao da mecnica quntica, o experimento da dupla fenda conhecido por sua demonstrao surpreendentemente simples de uma realidade intrigante: A de que a luz existe tanto como partcula quanto como onda. S que essa dualidade no pode ser observada simultaneamente – observe a luz na forma de partculas e sua natureza ondulatria ficar instantaneamente obscurecida, e vice-versa.

O experimento original envolveu a projeo de um feixe de luz atravs de duas fendas paralelas em uma tela e observao do padro que se formava em uma segunda tela mais distante. Seria de se esperar ver dois pontos de luz sobrepostos, o que implicaria que a luz existe como partculas, tambm conhecidas como ftons. Mas, em vez disso, a luz produz listras brilhantes e escuras alternadas na tela mais distante, um padro de interferncia semelhante ao que ocorre quando duas ondulaes em um lago se encontram. Isso indica que a luz se comporta como uma onda. Ainda mais estranho, quando se tenta medir por qual fenda a luz est passando, ela repentinamente se comporta como partcula, e o padro de interferncia desaparece.

H quase um sculo, o experimento esteve no centro de um debate entre Albert Einstein e Niels Bohr. Em 1927, Einstein argumentou que um fton deveria passar por apenas uma das duas fendas e, no processo, gerar uma leve fora nessa fenda, como um pssaro farfalhando uma folha ao voar. Ele props que seria possvel detectar essa fora enquanto se observa um padro de interferncia, captando assim a natureza ondulatria e particulada da luz ao mesmo tempo. Em resposta, Bohr aplicou o princpio da incerteza da mecnica quntica e demonstrou que a deteco da trajetria do fton eliminaria o padro de interferncia.

Dupla fenda em nvel atmico

Desde o famoso debate, inmeras verses do experimento da dupla fenda tm confirmado a validade da teoria quntica formulada por Bohr.

Agora, Vitaly Fedoseev e seus colegas do MIT, nos EUA, realizaram a verso “definitiva” do experimento da dupla fenda, uma verso que reduz o experimento sua essncia quntica.

A equipe usou tomos individuais como fendas e feixes de luz fracos, de modo que cada tomo espalhasse no mximo um fton. Ao preparar os tomos em diferentes estados qunticos, foi possvel modificar as informaes que os tomos obtinham sobre a trajetria dos ftons.

Isso confirmou, no modo mais fundamental j feito at hoje, as previses da teoria quntica: Quanto mais informaes so obtidas sobre a trajetria da luz (sua natureza de partcula), menor a visibilidade do padro de interferncia. Sempre que um tomo sente o “farfalhar” de um fton que passa, o padro de interferncia diminui. Ou seja, Einstein estava mesmo errado nessa questo.

“Esses tomos individuais so como as menores fendas que voc poderia construir. Einstein e Bohr nunca teriam pensado que isso fosse possvel, realizar tal experimento com tomos individuais e ftons individuais. O que fizemos foi um experimento mental definitivo,” disse o professor Wolfgang Ketterle.

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