Um único elétron passa pelas duas fendas ao mesmo tempo e interfere consigo mesmo. No instante em que você olha por qual fenda ele foi, o padrão de onda evapora. O ato de medir muda o que está sendo medido, e isso ainda incomoda.

I

O Mecanismo

Mande água passar por duas frestas e as ondas que saem de cada uma se cruzam. Onde duas cristas se encontram, a onda fica mais alta; onde crista encontra vale, elas se cancelam. O resultado é uma sequência de faixas: forte, fraca, forte, fraca.

Isso se chama interferência, e é a assinatura inconfundível de que algo é onda. Com partículas sólidas, como bolinhas de gude, você nunca veria isso. Veria só dois montes, um atrás de cada fresta.

Agora troque a água por elétrons, partículas de matéria, e dispare um de cada vez. Cada elétron sai sozinho, viaja sozinho e atinge o detector como um ponto único, marca de partícula. Mas conforme os pontos se acumulam, milhares deles, eles não formam dois montes.

Formam as mesmas faixas claras e escuras da água. A única forma de um elétron solitário produzir interferência é ter passado pelas duas fendas ao mesmo tempo e interferido consigo mesmo. Antes de ser detectado, ele não é um ponto viajando por um caminho.

É uma função de onda espalhada pelos dois caminhos de uma vez.

O detalhe que vira o estômago vem depois. Coloque um sensor para flagrar por qual fenda cada elétron passou. No instante em que essa informação existe, o padrão de faixas desaparece e voltam os dois montes de partícula. Medir o caminho força o elétron a escolher um. A onda colapsa.

Não é o sensor empurrando o elétron por acidente: é o ato de obter a informação do trajeto que destrói a superposição. Sem observação, onda. Com observação, partícula.

II

Por que Importa

Esse é o experimento que Richard Feynman chamou de o único mistério da mecânica quântica, o coração de tudo. Ele diz que a realidade no fundo não é feita de coisinhas com posição definida esperando para serem vistas.

O que existe antes da medida é uma teia de possibilidades que se sobrepõem, e o ato de medir é o que talha um fato único dessa névoa.

Não é filosofia solta: é exatamente essa superposição que um computador quântico explora para testar muitos caminhos ao mesmo tempo, e é a interferência que faz a conta funcionar. O elétron que passa por duas portas de uma vez é o motor da próxima geração de máquinas.

III

A Fonte

Tonomura, A., Endo, J., Matsuda, T., Kawasaki, T., & Ezawa, H. (1989). Demonstration of single-electron buildup of an interference pattern. American Journal of Physics, 57(2), 117-120.

Peer-reviewed. Registro direto, elétron a elétron, da formação do padrão de interferência usando um microscópio eletrônico de emissão de campo e um biprisma de elétrons. Hitachi Advanced Research Laboratory e Gakushuin University, Tóquio.

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Até o próximo fenômeno verificado.