WEBVTT

00:00:06.735 --> 00:00:09.981
Uns dos factos mais fantásticos
na Física é este:

00:00:10.031 --> 00:00:13.798
tudo no universo, desde a luz
aos eletrões aos átomos,

00:00:13.838 --> 00:00:18.033
comporta-se como uma partícula
e como uma onda, ao mesmo tempo.

00:00:18.333 --> 00:00:21.895
As outras coisas esquisitas
que possam ter ouvido da física quântica,

00:00:21.925 --> 00:00:26.619
o gato de Schrödinger, Deus a jogar
aos dados, ação assustadora à distância,

00:00:26.639 --> 00:00:28.857
tudo isso decorre diretamente do facto

00:00:28.867 --> 00:00:33.241
de que tudo tem uma natureza
de onda e de partícula, ao mesmo tempo.

00:00:33.271 --> 00:00:34.832
Isso pode parecer loucura.

00:00:34.862 --> 00:00:38.343
Se olharem à volta, vão ver ondas
na água e partículas de rocha,

NOTE Paragraph

00:00:38.363 --> 00:00:39.798
e não são nada parecidas.

00:00:39.848 --> 00:00:41.966
Porque é que pensaríamos combiná-las?

00:00:41.976 --> 00:00:46.415
Os físicos não decidiram
misturar estas coisas a partir do nada

00:00:46.445 --> 00:00:49.589
Pelo contrário, foram levados
à dupla natureza do universo

00:00:49.609 --> 00:00:52.007
através de um processo de pequenos passos,

00:00:52.027 --> 00:00:56.041
encaixando muitos pequenos indícios,
como peças num "puzzle".

00:00:56.111 --> 00:01:00.182
A primeira pessoa que seriamente
sugeriu a dupla natureza da luz

00:01:00.242 --> 00:01:02.858
foi Albert Einstein em 1905.

00:01:02.888 --> 00:01:06.461
Mas ele estava a agarrar numa ideia
anterior de Max Planck.

00:01:06.651 --> 00:01:09.814
Planck explicou as cores da luz
emitida por objetos quentes,

00:01:09.814 --> 00:01:11.893
como o filamento de uma lâmpada,

00:01:11.923 --> 00:01:14.474
mas, para o fazer, fez
um truque desesperado:

00:01:14.494 --> 00:01:17.214
disse que o objeto era
formado de osciladores

00:01:17.234 --> 00:01:20.087
que só podiam emitir luz
em pedaços discretos,

00:01:20.127 --> 00:01:23.480
unidades de energia que dependem
da frequência da luz.

00:01:23.620 --> 00:01:25.694
Planck nunca se satisfez com isso,

00:01:25.704 --> 00:01:28.284
mas Einstein agarrou nisso
e desenvolveu-o.

00:01:28.344 --> 00:01:31.683
Aplicou a ideia de Planck
á luz em si, dizendo que a luz,

00:01:31.683 --> 00:01:36.179
que todos pensavam que era uma onda,
é realmente uma corrente de fotões,

00:01:36.179 --> 00:01:38.569
cada um deles com valores
discretos de energia.

00:01:38.859 --> 00:01:43.677
Einstein chamou-lhe a única coisa
realmente revolucionária que fez,

00:01:43.997 --> 00:01:49.122
mas explica que a luz, quando incide
num metal, pode fazer-lhe perder eletrões.

00:01:49.272 --> 00:01:53.396
Até as pessoas que odiavam esta ideia
aceitaram que funciona brilhantemente.

00:01:53.536 --> 00:01:57.158
A peça seguinte do "puzzle"
veio de Ernest Rutherford na Inglaterra.

00:01:57.258 --> 00:02:01.990
Em 1909, Ernest Marsden e Hans Geiger,
que trabalhavam para Rutherford,

00:02:02.060 --> 00:02:04.925
dispararam partículas alfa
sobre átomos de ouro

00:02:04.955 --> 00:02:08.903
e ficaram surpreendidos ao descobrir
que algumas saltavam para trás.

00:02:08.983 --> 00:02:11.911
Isso mostrou que a maior parte
da massa dos átomos

00:02:11.921 --> 00:02:14.071
se concentra num diminuto núcleo.

00:02:14.181 --> 00:02:16.540
Na escola aprendemos
o desenho animado do átomo,

00:02:16.560 --> 00:02:19.631
com os eletrões a orbitar,
como um sistema solar em miniatura,

00:02:19.671 --> 00:02:21.311
Esse é de Rutherford.

00:02:21.341 --> 00:02:24.557
Só há um pequeno problema
com o átomo de Rutherford: não funciona.

00:02:24.577 --> 00:02:26.823
A física clássica diz-nos que um eletrão

00:02:26.843 --> 00:02:29.253
que se move rapidamente
num círculo, emite luz,

00:02:29.273 --> 00:02:33.162
e nós estamos sempre a usar isso
para gerar ondas de rádio e raios X.

00:02:33.232 --> 00:02:37.709
O átomo de Rutherford devia emitir raios X
em todas as direções por breves instantes

00:02:37.749 --> 00:02:41.336
antes de o eletrão se mover em espiral
e colidir com o núcleo.

00:02:41.366 --> 00:02:45.866
Com Rutherford trabalhava Niels Bohr,
um físico teórico dinamarquês

00:02:45.956 --> 00:02:48.481
que assinalou que os átomos
obviamente existem,

00:02:48.551 --> 00:02:51.350
por isso, talvez as leis da física
precisassem de mudar.

00:02:51.450 --> 00:02:54.868
Bohr propôs que o eletrão
em certas órbitas especiais

00:02:54.918 --> 00:02:57.344
não emite nenhuma luz.

00:02:57.374 --> 00:03:01.556
Os átomos absorvem e emitem luz
só quando os eletrões mudam de órbita

00:03:01.606 --> 00:03:04.712
e a frequência da luz
depende da diferença de energia

00:03:04.742 --> 00:03:08.142
na forma como Planck
e Einstein expuseram.

00:03:08.542 --> 00:03:10.864
Bohr corrige assim
o problema de Rutherford

00:03:10.884 --> 00:03:15.107
e explica porque é que os átomos
só emitem cores muito específicas de luz.

00:03:15.167 --> 00:03:17.664
Cada elemento tem
a sua órbita especial própria

00:03:17.684 --> 00:03:20.571
e assim o seu próprio e único
conjunto de frequências.

00:03:20.611 --> 00:03:22.879
O modelo de Bohr tem um pequeno problema:

00:03:22.929 --> 00:03:25.741
Não há razão para essas órbitas
serem especiais

00:03:25.741 --> 00:03:28.741
Mas Louis de Broglie,
um estudante de doutoramento francês,

00:03:28.781 --> 00:03:30.890
voltou a pôr as coisas no seu lugar.

00:03:30.900 --> 00:03:33.968
Fez notar que, se a luz,
que toda a gente conhecia como uma onda,

00:03:33.998 --> 00:03:35.663
se comporta como uma partícula,

00:03:35.693 --> 00:03:38.845
talvez o eletrão, que toda a gente
conhecia como uma partícula,

00:03:38.855 --> 00:03:40.665
se comporta como uma onda.

00:03:40.735 --> 00:03:42.618
E se os eletrões são ondas,

00:03:42.628 --> 00:03:46.196
é fácil explicar a regra de Bohr
para escolher as órbitas especiais.

00:03:46.266 --> 00:03:49.470
Depois de termos a ideia de que
os eletrões se comportam como ondas,

00:03:49.490 --> 00:03:51.117
podemos ir procurá-los.

00:03:51.157 --> 00:03:54.516
Ao fim de uns anos,
os cientistas nos EUA e no Reino Unido

00:03:54.536 --> 00:03:57.549
observaram nos eletrões
um comportamento de ondas.

00:03:57.569 --> 00:04:00.607
Atualmente, temos uma demonstração
incrivelmente clara disto:

00:04:00.637 --> 00:04:04.157
disparando eletrões individuais
para uma barreira com fendas.

00:04:04.637 --> 00:04:08.664
Deteta-se cada eletrão
num lugar específico num tempo específico,

00:04:08.664 --> 00:04:10.119
como uma partícula.

00:04:10.129 --> 00:04:12.477
Mas, se repetirmos a experiência
muitas vezes,

00:04:12.517 --> 00:04:16.402
todos os eletrões individuais
traçam um padrão de listas,

00:04:16.452 --> 00:04:19.132
uma coisa característica
do comportamento das ondas.

00:04:19.162 --> 00:04:22.345
A ideia de que as partículas
se comportam como ondas, e vice-versa

00:04:22.375 --> 00:04:25.738
é uma das mais raras
e mais poderosas na física.

00:04:25.768 --> 00:04:27.787
Richard Feynman ficou conhecido por dizer

00:04:27.797 --> 00:04:31.252
que isto ilustra o principal mistério
da mecânica quântica.

00:04:31.352 --> 00:04:33.227
Tudo o resto se baseia nisso,

00:04:33.307 --> 00:04:36.262
como peças de um "puzzle"
encaixando-se no seu lugar.