Einstein e a mecânica quântica

EINSTEIN E A MECÂNICA QUÂNTICA
Luiz Davidovich Instituto de Física – Universidade Federal do Rio de Janeiro Cx. P. 68528 – 21941-972 Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Albert Einstein foi um dos pais da mecânica quântica, e ao mesmo tempo seu grande crítico. No período de 1905 a 1925, Einstein funda três áreas da física quântica, com repercussões até os dias atuais: a teoria quântica da luz, a teoria quântica dos sólidos e a teoria dos gases bosônicos, incluindo a condensação de Bose-Einstein. Após esse período, no entanto, Einstein reage fortemente contra o caráter probabilístico da nova teoria quântica, que considera incompleta. E ao analisar implicações da nova física, aponta aspectos extremamente sutis do mundo quântico, que só seriam mais bem entendidos muitos anos depois.

A mais revolucionária das hipóteses de Einstein: os quanta de luz
Em artigo submetido para publicação em 17 de março de 1905, e publicado em 9 de junho do mesmo ano, com o título “Sobre um ponto-de-vista heurístico concernindo a geração e a conversão da luz”, Einstein propõe o que considerou a mais revolucionária de suas hipóteses [1]: a de que a luz comporta-se como se fosse constituída de unidades elementares de energia proporcional à sua freqüência. A formulação dessa hipótese, envolvendo a expressão “como se” traduz a resistência de Einstein em aceitar que a luz pudesse ser de fato constituída de corpúsculos. A resistência tinha sólidas razões: a teoria de Maxwell do campo eletromagnético apoiava-se em firme base experimental, que incluía a demonstração pelo cientista britânico Thomas Young em 1800 do caráter ondulatório da luz: um feixe de luz, passando por um anteparo contendo duas fendas, produz em outro anteparo uma figura de interferência, análoga à obtida quando dois estiletes oscilam sincronicamente em um tanque de água (Fig. 1).

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Figura 1 – (a) Ondas produzidas em um tanque de água por um pino oscilante; (b) Ondas produzidas no mesmo tanque por dois pinos