Neste artigo saiba um pouco mais sobre a física quântica. É meio estranho e pode parecer contra intuitivo, mesmo para os físicos que lidam com isso todos os dias. Mas não é incompreensível. Se você está lendo algo sobre física 
quântica, há realmente alguns conceitos importantes sobre isso que você deve ter em mente. Faça isso, e você vai achar a física quântica muito mais fácil de entender.Veja mais informações em nossos artigos sobre o salto quântico ou como aplicar a física quântica no cotidiano.
Há muitos lugares para começar esse tipo de discussão, e isso é tão bom quanto qualquer outro: tudo no universo tem tanto a natureza das partículas quanto a das ondas, ao mesmo tempo. Há uma linha na duologia da fantasia de Greg Bear (The Infinity Concerto and The Serpent Mage), onde um personagem que descreve o básico da magia diz “Tudo são ondas, sem nada acenar, sem nenhuma distância”.
Eu sempre gostei muito disso como uma descrição poética da física quântica – no fundo, tudo no universo tem natureza de onda. Claro, tudo no universo também tem natureza de partícula. Isso parece completamente louco, mas é um fato experimental, trabalhado por um processo surpreendentemente familiar.
Física Quântica
É claro que descrever objetos reais como partículas e ondas é necessariamente algo impreciso. Falando apropriadamente, os objetos descritos pela física quântica não são nem partículas nem ondas, mas uma terceira categoria que compartilha algumas propriedades das ondas (uma frequência característica e comprimento de onda, alguns espalhados pelo espaço) e algumas propriedades das partículas (eles são geralmente contáveis e podem ser localizados em algum grau).
Isto leva a algum debate animado dentro da comunidade de educação física sobre se é realmente apropriado falar sobre a luz como uma partícula nos cursos de física introdutória; não porque haja alguma controvérsia sobre se a luz tem alguma natureza de partícula, mas porque chamar os fotões de “partículas” em vez de “excitações de um campo quântico” pode levar a alguns equívocos dos estudantes.
Esta “porta número três” natureza dos objetos quânticos é refletida na linguagem por vezes confusa físicos usam para falar sobre fenômenos quânticos. O bóson de Higgs foi descoberto no Large Hadron Collider como uma partícula, mas você também vai ouvir os físicos falar sobre o “campo de Higgs” como uma coisa deslocalizada preenchendo todo o espaço.
Isso acontece porque em algumas circunstâncias, tais como experiências com colisores, é mais conveniente discutir excitações do campo de Higgs de uma forma que enfatize as características parecidas com partículas, enquanto em outras circunstâncias, como a discussão geral de porque certas partículas têm massa, é mais conveniente discutir a física em termos de interações com um campo quântico de preenchimento do universo. É apenas uma linguagem diferente descrevendo o mesmo objeto matemático.
Fenômenos Quânticos
Está bem ali no nome – a palavra “quantum” vem do latim para “quanto” e reflete o fato de que os modelos quânticos sempre envolvem algo que vem em quantidades discretas. A energia contida em um campo quântico vem em múltiplos inteiros de alguma energia fundamental. Para a luz, isto está associado com a frequência e o comprimento de onda da luz – a luz de alta frequência, de comprimento de onda curto tem uma grande energia característica, que a luz de baixa frequência, de comprimento de onda longo tem uma pequena energia característica. Em ambos os casos, porém, a energia total contida em um campo de luz particular é um inteiro múltiplo dessa energia – 1, 2, 14, 137 vezes – nunca uma fração estranha como uma e meia, p, ou a raiz quadrada de dois.
Esta propriedade também é vista nos níveis discretos de energia dos átomos, e as faixas de energia dos sólidos – certos valores de energia são permitidos, outros não. Os relógios atômicos funcionam devido à discrepância da física quântica, usando a frequência da luz associada a uma transição entre dois estados permitidos no césio para manter o tempo em um nível que requer o muito discutido “segundo salto” adicionado na semana passada. A espectroscopia ultra precisa também pode ser usada para procurar coisas como matéria escura, e é parte da motivação para um instituto de física fundamental de baixa energia.
Isto não é sempre óbvio – mesmo algumas coisas que são fundamentalmente quânticas, como a radiação de corpo negro, parecem envolver distribuições contínuas. Mas há sempre um tipo de granularidade para a realidade subjacente se você investigar a matemática, e isso é uma grande parte do que leva à estranheza da teoria.
Veja também o Curso Salto Quântico.