0:00:06.375,0:00:09.861
Um dos fatos mais surpreendentes [br]da física é este:

0:00:09.861,0:00:13.648
tudo no universo, [br]da luz aos elétrons, aos átomos,

0:00:13.648,0:00:18.193
comporta-se como uma partícula[br]e uma onda ao mesmo tempo.

0:00:18.193,0:00:21.625
Todas as coisas esquisitas que[br]você ouviu falar da física quântica,

0:00:21.625,0:00:23.999
o gato de Schrodinger,[br]Deus jogando dados,

0:00:23.999,0:00:26.373
a ação misteriosa à distância,

0:00:26.373,0:00:28.747
tudo isso decorre diretamente do fato

0:00:28.747,0:00:32.751
de que tudo possui ao mesmo tempo[br]a natureza de partícula e de onda.

0:00:32.751,0:00:34.462
Isso pode até parecer loucura.

0:00:34.462,0:00:37.883
Mas se você olhar ao redor, [br]verá ondas na água e partículas de rocha,

0:00:37.883,0:00:39.648
e elas parecem totalmente diferentes.

0:00:39.648,0:00:41.666
Então como podemos[br]querer combiná-las?

0:00:41.666,0:00:46.355
Os físicos não decidiram simplesmente [br]juntar esses conceitos a partir do nada.

0:00:46.355,0:00:49.439
Em vez disso, eles deduziram[br]a natureza dual do universo

0:00:49.439,0:00:51.797
por um processo de pequenas etapas,

0:00:51.797,0:00:55.901
encaixando muitas pequenas evidências,[br]como as peças de um quebra-cabeça.

0:00:55.901,0:01:00.032
A primeira pessoa que sugeriu seriamente[br]a natureza dupla da luz

0:01:00.032,0:01:02.778
foi Albert Einstein, em 1905,

0:01:02.778,0:01:06.371
mas ele aproveitou [br]uma ideia anterior de Max Planck.

0:01:06.371,0:01:09.534
Planck explicou as cores da luz[br]emitida por objetos quentes,

0:01:09.534,0:01:11.733
como o filamento [br]de uma lâmpada incandescente.

0:01:11.733,0:01:14.264
Mas para fazê-lo, precisou[br]usar um artifício ousado:

0:01:14.264,0:01:17.064
ele afirmou que o objeto era [br]constituído de osciladores

0:01:17.064,0:01:20.087
que podiam emitir luz [br]apenas em pedaços discretos,

0:01:20.087,0:01:23.550
unidades de energia que dependem[br]da frequência da luz.

0:01:23.550,0:01:28.014
Planck nunca ficou satisfeito com isto,[br]mas Einstein levou a ideia adiante.

0:01:28.014,0:01:31.683
Ele aplicou a ideia de Planck na luz,[br]dizendo que a luz,

0:01:31.683,0:01:36.179
que todos sabiam ser uma onda,[br]é na verdade uma corrente de fótons,

0:01:36.179,0:01:38.739
cada qual com [br]uma quantidade discreta de energia.

0:01:38.739,0:01:43.757
Einstein disse que isso foi a única coisa [br]realmente revolucionária que ele fez,

0:01:43.757,0:01:45.870
mas isso explica [br]como a luz arranca elétrons

0:01:45.870,0:01:48.663
de uma superfície metálica, ao atingi-la.

0:01:48.663,0:01:53.311
Até as pessoas que odiavam esta ideia[br]admitiram que ela funciona brilhantemente.

0:01:53.311,0:01:57.125
Outra peça do quebra-cabeça foi fornecida[br]por Ernest Rutherford, na Inglaterra.

0:01:57.125,0:02:01.990
Em 1909, Ernest Marsden e Hans Geiger,[br]trabalhando para Rutherford,

0:02:01.990,0:02:04.585
bombardearam partículas alfa [br]contra átomos de ouro

0:02:04.585,0:02:08.983
e ficaram surpresos ao constatar que[br]algumas partículas batiam e voltavam.

0:02:08.983,0:02:11.301
Isto mostra que [br]quase toda a massa do átomo

0:02:11.301,0:02:13.747
está concentrada em um núcleo minúsculo.

0:02:13.747,0:02:16.161
O desenho do átomo ensinado na escola,

0:02:16.161,0:02:19.361
com órbitas eletrônicas parecidas com[br]um sistema solar em miniatura,

0:02:19.361,0:02:21.221
foi criado com as ideias de Rutherford.

0:02:21.221,0:02:24.397
Mas o modelo de Rutherford [br]tem um problema: ele não funciona.

0:02:24.397,0:02:26.733
A física clássica diz que em um elétron,

0:02:26.733,0:02:28.933
quando viajando em círculos, [br]deve emitir luz.

0:02:28.933,0:02:32.882
Isso é usado a todo instante[br]para gerar ondas de rádio e raios-X.

0:02:32.882,0:02:37.359
O átomo de Ruterford espalharia raios-X[br]por um breve instante,

0:02:37.359,0:02:41.136
até os elétrons caírem em espiral[br]para dentro do núcleo.

0:02:41.136,0:02:45.866
Mas Niels Bohr, físico teórico dinamarquês,[br]que trabalhava com Rutherford,

0:02:45.866,0:02:48.311
salientou que os átomos existem, [br]obviamente,

0:02:48.311,0:02:51.210
e que talvez as leis da física [br]tivessem que ser mudadas.

0:02:51.210,0:02:54.818
Bohr propôs que, [br]em certas órbitas especiais,

0:02:54.818,0:02:57.254
um elétron não emite luz.

0:02:57.254,0:03:01.196
Átomos absorvem e emitem luz[br]apenas quando elétrons mudam de órbita.

0:03:01.196,0:03:04.582
A frequência da luz depende da[br]diferença de energia entre as órbitas,

0:03:04.582,0:03:07.822
como Planck e Einstein haviam sugerido.

0:03:07.822,0:03:10.784
O átomo de Bohr corrige[br]o problema de Rutherford

0:03:10.784,0:03:14.897
e explica por que os átomos emitem [br]somente cores de luz muito específicas.

0:03:14.897,0:03:17.454
Cada elemento tem suas órbitas especiais

0:03:17.454,0:03:20.441
e, assim, seu conjunto único[br]de frequências.

0:03:20.441,0:03:22.829
O modelo de Bohr tem um pequeno problema:

0:03:22.829,0:03:25.591
não há razão para que [br]as órbitas sejam especiais.

0:03:25.591,0:03:28.631
Mas Louis de Brolie, [br]um doutorando francês,

0:03:28.631,0:03:30.660
colocou as coisas no lugar.

0:03:30.660,0:03:33.808
Ele destacou que se a luz,[br]que todos sabiam ser uma onda,

0:03:33.808,0:03:35.483
se comportasse como uma partícula,

0:03:35.483,0:03:38.695
talvez o elétron,[br]que todos sabiam ser uma partícula,

0:03:38.695,0:03:40.585
se comportasse como uma onda.

0:03:40.585,0:03:42.258
E se elétrons são ondas,

0:03:42.258,0:03:46.266
é fácil explicar por que a regra de Bohr[br]escolhe órbitas especiais.

0:03:46.266,0:03:49.360
Aceitando a ideia de que elétrons[br]comportam-se como ondas,

0:03:49.360,0:03:50.757
você pode tentar procurá-las.

0:03:50.757,0:03:54.406
E alguns anos depois,[br]cientistas dos EUA e do Reino Unido

0:03:54.406,0:03:57.289
observaram o comportamento[br]ondulatório dos elétrons.

0:03:57.289,0:04:00.347
Hoje, temos uma forma[br]de demonstrar isso claramente:

0:04:00.347,0:04:04.387
disparando elétrons[br]contra uma barreira com fendas.

0:04:04.387,0:04:08.534
Cada elétron é detectado em um local[br]e momento específicos,

0:04:08.534,0:04:09.809
como uma partícula.

0:04:09.809,0:04:12.307
Mas se você repetir o experimento [br]várias vezes,

0:04:12.307,0:04:16.192
o traçado de todos os elétrons individuais[br]será um padrão de listras,

0:04:16.192,0:04:18.902
característico do comportamento de onda.

0:04:18.902,0:04:22.035
A ideia de que partículas comportam-se [br]como ondas e vice-versa

0:04:22.035,0:04:25.738
é uma das mais estranhas[br]e poderosas da física.

0:04:25.738,0:04:28.454
Richard Feyneman disse [br]em uma declaração famosa

0:04:28.454,0:04:31.212
que isso ilustra o mistério central [br]da mecânica quântica.

0:04:31.212,0:04:32.927
Todo o resto decorre disso,

0:04:32.927,0:04:36.238
como as peças de um quebra-cabeça[br]se encaixando.