Segundo a teoria da mecânica quântica a luz é feita de pequenos pacotes de energia chamados fótons, ao realizar experimentos com os mesmos, dependendo das condições os fótons se comportam como se fossem ondas e outras vezes como se fossem partículas. Sendo assim, é difícil afirmar o que é realmente um fóton, os pesquisadores Rafael Chaves, Grabriela Lemos e Jacques Piennar do Instituto Internacional de Física (IIF), desvendaram um pouco desse mistério envolvendo os fótons, e publicaram suas descobertas em um artigo na revista Physical Review Letters.

Os resultados dos experimentos realizados sugerem que os fótons não são ondas e muito menos partículas, mas sim que a sua natureza é algo totalmente diferente.

Os pesquisadores propuseram um experimento que é uma modificação do “experimento de escolha atrasada” feito pelo físico John Wheeler. Como podemos ver na imagem acima o experimento consiste em usar um conjunto de espelhos perfeitos e semi-refletores, primeiro um fóton é incidido sobre um divisor de feixes (BS1), que é um espelho semi-refletor, onde o fóton tem 50% de chance de atravessá-lo e 50% de chance de ser refletido, Dessa maneira o fóton pode tomar dois caminhos diferentes, se o fóton tomar o caminho b ele chega ao detector d, já se seguir pelo caminho c acabara chegando ao detector e, o fóton parece se comportar como uma partícula, já que existe a mesma chance do fóton ser detectado por d ou e.

Porém o fóton comporta-se como onda, se é colocado no cruzamento dos dois caminhos mais um divisor de feixes (BS2), a chance do fóton ser detectado por d ou e variam.

Mesmo que o experimentador decida colocar ou não, o segundo divisor de feixes apenas depois do fóton ser incidido por BS1, o resultado seria o mesmo. O que é estranho já que não ha como o fóton “saber” se deve se comportar como onda ou partícula ao passar por BS1.

Existem duas possibilidades para explicar o que ocorre, a primeira é que a decisão do experimentador no futuro influencia no comportamento do fóton no passado, porém essa possibilidade implica no absurdo de eventos futuros poderem influenciar eventos ocorridos no passado. Já a segunda possibilidade, que é mais aceita pelos físicos, diz que o fóton não tem suas propriedades bem definidas até que sejam medidas.

Os pesquisadores da IFF então se indagaram se tem outra explicação para o experimento da escolha atrasada. Acabaram descobrindo um modelo clássico que explica os resultados, sendo assim o experimento de Wheeler não seria uma boa maneira de diferenciar um fenômeno quântico de um fenômeno clássico.

Então os pesquisadores sugeriram uma modificação no experimento, Inseriram Moduladores de fases adicionais, podendo assim criar situações em que as previsões do modelo clássico seriam diferentes da mecânica quântica, os resultados de três experimentos realizados confirmaram as previsões da mecânica quântica e rejeitam o modelo clássico.

Para saber mais sobre comportamento dos fótons acesse:

www.sbfisica.org.br: http://www.sbfisica.org.br/v1/home/index.php/pt/destaque-em-fisica/775-onda-ou-particula-experimento-testa-a-natureza-dos-objetos-quanticos

site acessado em 25/09/2018