100 anos de mecânica quântica: as pessoas que mudaram o mundo

(Dan Tri) - Este ano marca o centenário do nascimento da mecânica quântica, desde teorias inovadoras até aplicações globais. Esta é uma oportunidade de ouro para o Vietnã aproveitar a onda da revolução da tecnologia quântica, moldando o futuro.

Nesta foto em preto e branco tirada no início do século XX, dezenas de cientistas em ternos elegantes sentam-se em frente a um antigo edifício gótico.

Esta não foi uma reunião comum: foi uma das conferências científicas mais importantes da história da humanidade, reunindo as maiores mentes da física do século XX.

Entre esses rostos severos estavam Albert Einstein com seu característico cabelo prateado, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Max Planck e muitos outros cientistas - que juntos construíram uma das teorias científicas mais revolucionárias: a Mecânica Quântica.

A Conferência Solvay de 1927 reuniu os principais cientistas do mundo naquela época (Foto: Wiki).

Este ano marca 100 anos do nascimento oficial da Mecânica Quântica. As Nações Unidas designaram 2025 como o Ano Internacional da Ciência e Tecnologia Quântica, para celebrar um século desta revolução científica e continuar a explorar o seu potencial no próximo século.

Esta também é uma oportunidade para relembrarmos a jornada extraordinária de uma teoria que mudou completamente a maneira como as pessoas entendem o universo e criou aplicações na vida atual.

A Origem de uma Revolução

No verão de 1925, Werner Heisenberg, um jovem físico alemão, foi para a ilha de Heligoland, no Mar do Norte, para escapar da grave alergia a pólen da qual sofria.

Foi nesse lugar isolado que ele pensou em escrever um artigo revolucionário “sobre a reinterpretação das relações cinemáticas e mecânicas em termos da teoria quântica”. O que ele não esperava, no entanto, era que, após sua publicação, o artigo inauguraria uma nova era na física.

Os cientistas já haviam percebido que a física clássica de Newton não conseguia explicar muitos fenômenos no nível atômico.

O genial físico Albert Einstein contribuiu para o desenvolvimento da física - mecânica quântica (Foto: PBS).

Max Planck descobriu que a energia é absorvida e emitida em "pacotes" discretos chamados quanta. Einstein utilizou essa ideia para explicar o efeito fotoelétrico. Mas foram Heisenberg e seus colegas que construíram um sistema teórico completo para um novo ramo da física: a mecânica quântica.

O que é especial é que a mecânica quântica não é simplesmente uma nova teoria que substitui a antiga. Ela exige que abandonemos nossas noções intuitivas da realidade.

No mundo quântico, as partículas podem existir em vários estados ao mesmo tempo (chamado de superposição quântica), podem influenciar umas às outras instantaneamente mesmo quando estão a milhões de quilômetros de distância (emaranhamento quântico) e não podemos saber a posição e o momento de uma partícula ao mesmo tempo (de acordo com o Princípio da Incerteza de Heisenberg).

Da teoria à aplicação generalizada

Muitas pessoas pensam que a mecânica quântica se resume a fórmulas matemáticas complexas de laboratório. Mas, na verdade, ela penetrou em todos os cantos da vida moderna.

A maioria dos dispositivos eletrônicos que usamos diariamente opera com base em princípios quânticos. O smartphone no seu bolso contém bilhões de transistores — dispositivos que foram inventados com base na compreensão da mecânica quântica dos semicondutores.

Sem a mecânica quântica, não teríamos computadores, nem Internet, nem GPS... Ou o Laser - outra invenção importante baseada em princípios quânticos - é amplamente utilizado em leitores de código de barras em supermercados, leitores de CD/DVD, cirurgias oculares e transmissão de dados via cabos de fibra óptica...

Os aparelhos de ressonância magnética (RM) operam com base no princípio da ressonância magnética nuclear, um fenômeno quântico (Foto: ST).

A medicina moderna também se beneficia muito da mecânica quântica. Os aparelhos de ressonância magnética (RM) operam com base no princípio da ressonância magnética nuclear — um fenômeno quântico.

Os tratamentos contra o câncer por radiação também se baseiam na compreensão da física quântica dos núcleos atômicos.

Mesmo algo aparentemente tão improvável como a cosmologia requer a mecânica quântica. Entendemos por que as estrelas brilham, como criam elementos pesados ​​e como eventualmente morrem — tudo graças à mecânica quântica.

Ela explica por que a matéria sólida não entra em colapso, por que os metais conduzem eletricidade e inúmeros outros fenômenos na natureza.

As “figuras ocultas” da história

Quando olhamos para o retrato histórico dos físicos quânticos, muitas vezes reconhecemos apenas nomes famosos como Einstein, Heisenberg ou Schrödinger. Mas a história do desenvolvimento deste campo inclui muitas outras figuras esquecidas, especialmente mulheres.

Lucy Mensing foi uma dessas mulheres. Ela trabalhou no mesmo grupo de Heisenberg e calculou algumas das primeiras aplicações de sua teoria da mecânica quântica.

Há muitas outras cientistas mulheres importantes que não receberam o reconhecimento que merecem na história. Em 2025, será publicado um livro biográfico sobre 16 cientistas mulheres na história da física quântica, ajudando a lançar luz sobre essas contribuições esquecidas.

Computador quântico pesquisado e desenvolvido pela China (Foto: The Quantum Insider).

Isso nos lembra que a ciência não é obra de gênios solitários, mas sim o esforço coletivo de muitos. Cada descoberta se baseia no trabalho que a precedeu, e o sucesso da mecânica quântica é o resultado de uma colaboração internacional que transcende barreiras políticas e culturais.

A Segunda Revolução Quântica

Se o século XX testemunhou o nascimento e o desenvolvimento da mecânica quântica como teoria científica, o século XXI está inaugurando a era da “segunda revolução quântica”.

Foi quando os humanos começaram a explorar diretamente as estranhas propriedades da mecânica quântica para criar tecnologias inteiramente novas.

Os computadores quânticos são uma das tecnologias mais aguardadas. Ao contrário dos computadores tradicionais, que usam bits que só podem estar no estado 0 ou 1, os computadores quânticos usam qubits que podem estar em ambos os estados simultaneamente, graças ao princípio da "superposição quântica".

Isso permite que computadores quânticos realizem muitos cálculos em paralelo, potencialmente resolvendo problemas que computadores tradicionais levariam milhões de anos para calcular em dias ou até mesmo horas.

Os computadores quânticos também prometem revolucionar muitas áreas. Na medicina, eles podem simular com precisão estruturas moleculares complexas, ajudando a desenvolver novos medicamentos com mais rapidez e eficiência.

Na ciência dos materiais, os computadores quânticos podem projetar novos materiais com propriedades únicas. Em finanças, eles podem otimizar portfólios e analisar riscos em níveis sem precedentes.

O Japão é um dos países líderes em pesquisa de tecnologia quântica (Foto: DigWatch).

A detecção quântica é outra área de aplicação promissora. Usando efeitos quânticos, esses sensores são extremamente sensíveis, capazes de medir as menores mudanças em campos magnéticos, gravidade ou tempo.

Eles podem ser usados ​​na medicina para detecção precoce de doenças, em geologia para exploração de recursos ou para posicionamento preciso sem GPS.

A comunicação quântica, especialmente a criptografia quântica, fornece um método de transmissão de informações absolutamente seguro. Com base nos princípios da mecânica quântica, qualquer tentativa de espionagem alterará o estado quântico e será detectada imediatamente.

Vários países já começaram a construir redes de comunicação quântica e, no futuro, a Internet quântica pode se tornar uma realidade.

Desafios e oportunidades para o Vietname

À medida que a segunda revolução quântica se desenrola, o Vietnã precisa de uma estratégia para não ficar para trás. Investir em pesquisa e educação em ciência quântica tornou-se urgente.

Precisamos treinar novas gerações de cientistas e engenheiros que entendam a tecnologia quântica e construir a infraestrutura de pesquisa apropriada.

No Vietnã, muitos especialistas e cientistas estão trabalhando juntos para pesquisar tecnologia quântica (Foto: President Club).

A cooperação internacional também é importante. Como a história demonstra, avanços científicos frequentemente resultam de colaborações internacionais. O Vietnã precisa participar ativamente de projetos internacionais de pesquisa em tecnologia quântica, aprendendo com as experiências de países avançados.

Ao mesmo tempo, precisamos também popularizar o conhecimento da mecânica quântica para o público. Muitas pessoas ainda consideram essa área muito complexa e distante, mas, como vimos, ela afeta todos os aspectos da vida moderna.

Uma compreensão básica da mecânica quântica ajudará as pessoas a apreciar a importância das novas tecnologias e a tomar decisões informadas sobre o futuro.

Olhando para o futuro

Quando olhamos para as fotos dos pioneiros da física quântica, vemos não apenas as pessoas que mudaram a maneira como a humanidade entende o universo, mas também o espírito da ciência — a paixão pela investigação, a disposição de desafiar ideias antigas e de colaborar além das fronteiras.

Esse espírito ainda é essencial para alcançar o ápice da ciência no século XXI.

Este ano não é apenas um momento para comemorar 100 anos de mecânica quântica, mas também um momento para olhar para o futuro.

Com o desenvolvimento da tecnologia quântica, estamos no limiar de novas possibilidades sem precedentes. Os computadores quânticos podem ajudar a resolver os maiores desafios da humanidade — das mudanças climáticas ao desenvolvimento de medicamentos para curar doenças incuráveis.

A detecção quântica pode abrir novas maneiras de explorar o universo e nos compreender. As comunicações quânticas podem criar um mundo conectado mais seguro e privado.

A mecânica quântica mostrou que a realidade é muito mais complexa e mágica do que jamais imaginamos. Portanto, talvez a maior lição de 100 anos de mecânica quântica seja: esteja sempre preparado para se surpreender, seja sempre curioso e nunca pare de explorar.

Fonte: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/100-nam-co-hoc-luong-tu-nhung-con-nguoi-thay-doi-the-gioi-20250626124351568.htm