São Paulo (AUN - USP) -Todo estudante do Ensino Médio aprende nas aulas de Física sobre a queda livre de partículas. É um tema básico da Mecânica, descrito por Isaac Newton. No século XX, com o desenvolvimento da Mecânica Quântica, que estuda o comportamento das partículas atômicas e sub-atômicas, este, como diversos outros conceitos da Mecânica Clássica, tiveram que ser revistos.O projeto de pesquisa de Lucas Mussinich, aluno do Curso de Ciências Moleculares da USP, estuda a queda livre no contexto quântico.

“A Física Quântica trata as partículas não como objetos estáticos, mas como um conjunto das probabilidades de sua posição em determinado momento. Essas probabilidades são calculadas através do chamado ‘determinante de matriz de covariância’, que permite entender as correlações existentes entre as partículas”, explica Lucas. O aluno primeiramente estudou a queda livre de um único objeto, sem dissipação. Depois, foi calculada a queda com dissipação térmica (adição de calor).

Para esse segundo cálculo foi usada a chamada Equação Mestra de Lindeblad. “Esta equação nos permite calcular a amplitude da probabilidade de uma partícula quântica estar em determinado local e tempo, permitindo que seja feito um gráfico de seu movimento”, afirma o estudante. A quântica prevê a incerteza como princípio, sendo assim impossível determinar com certeza o movimento de partículas, como na mecânica clássica. Segundo Lucas, “nos últimos 50 anos diversos físicos estudaram essa incerteza e hoje há equações que quantificam essa incerteza”.

Em seu trabalho o aluno foi orientado pela proessora Maria Carolina Nemes, da UFMG (Universidade Federal de Minas Gerais), uma das maiores especialistas brasileiras em Mecânica Quântica. “É muito interessante que um trabalho de iniciação científica seja feito sobre um tema como as partículas quânticas. Fiz aulas sobre o assunto e em pouco tempo descobri os princípios desta área da física que revolucionou o estudo da matéria”, conta Lucas.

Para ele, a Física Quântica não substitui as noções clássicas, mas sim as complementa. “As equações clássicas são simples e explicam bem o comportamento das partículas, então não acho que a Física Quântica vá substituí-las no ensino de Física no Ensino Médio, por exemplo. Mas hoje nenhum físico sério pode ignorar a quântica”, conclui.