praticando Física >> Filosofando >> E se a constante de Planck fosse igual a zero?

Por Flávio da Costa Gonçalves

A constante de Planck é uma das constantes fundamentais da Física e recebeu esse nome em homenagem a Max Planck, físico alemão considerado o pai da Física Quântica. O valor para a constante de Planck é de m² kg/s. Observe que o valor desta constante é muito pequeno, mas ainda assim, não é nulo. Ela foi introduzida por Planck na tentativa de explicar a distribuição espectral da radiação do corpo negro.

Uma das utilizações para a constante de Planck é o cálculo da energia dos fótons (partículas altamente energéticas que são criadas quando existe a interação entre dois elétrons, por exemplo; um fóton não possui massa, mas possui momento), já que descreve corretamente a teoria postulada por ele, a Teoria doa Quanta. Esta teoria diz que a energia assume valores inteiros, quantizados e em pacotes – os chamados “quanta”. De modo geral, poderíamos concluir que se a constante de Planck fosse nula (igual a zero), toda a Física Quântica simplesmente não existiria e o nosso mundo obedeceria totalmente a mecânica clássica, criada por Isaac Newton.

Mas para entender como e porque a constante de Planck é importante a mecânica quântica, precisamos conhecer um pouco sobre um dos princípios básicos da Física Quântica: o Princípio da Incerteza de Heisenberg.

 

Princípio da Incerteza de Heisenberg

O físico alemão Werner Heisenberg

Sempre que se mede a posição ou a velocidade de uma partícula em certo instante de tempo, incertezas experimentais estão incluídas nas medidas. Por exemplo, ao medir o diâmetro de uma moeda com uma régua, não é possível estabelecer com certeza absoluta o tamanho para o seu diâmetro, visto que a régua é geralmente graduada até milímetros; outro exemplo consiste na medição do tempo em que uma partícula (um bolinha de aço, por exemplo) leva para percorrer certa distância, uma vez que o observador leva alguns centésimos de segundo para acionar ou travar o cronômetro e para visualizar tais eventos. Porém, de acordo com a mecânica clássica, não há barreira fundamental para o aperfeiçoamento mais refinado do aparelho ou dos procedimentos experimentais. Em outras palavras, é possível, a princípio, realizar tais medidas com uma incerteza arbitrariamente pequena ou até mesmo nula. Porém, a teoria quântica prevê que é fundamentalmente impossível medir simultaneamente a posição e o momento de uma partícula com exatidão infinita.

Werner Heisenberg (1901-1976) enunciou em 1927 um princípio que se tornou um dos pilares da Mecânica Quântica, conhecido como o Princípio da Incerteza de Heisenberg. Esta noção é descrita como:

“Se são feitas uma medida da posição de uma partícula com uma incerteza e uma medida simultânea do seu momento com uma incerteza, o produto das duas incertezas nunca pode ser menor do que ħ/2:

Ou seja, é fisicamente impossível medir simultaneamente a posição exata e o momento exato de uma partícula. Essa impossibilidade surge da estrutura quântica da matéria e não de possíveis imperfeições nos instrumentos de medidas.

A consequência

Veja que a partir da definição do Princípio da Incerteza de Heisenberg, podemos identificar que o lado direito da equação seria nulo, ou seja, o produto das incertezas também seria nulo, de tal forma que elas poderiam ser nulas a qualquer instante, isto é, uma medição poderia ser feita com algum equipamento que reduzisse a incerteza de determinada medida a zero.

Desta forma, o mundo, a natureza, o universo, obedeceria a todas as leis da Física que foram postuladas pela mecânica newtoniana. E a física quântica simplesmente não existiria!