Física quântica: o que é, para quê serve e principais conceitos

A física quântica é o ramo da física que estuda os fenômenos que ocorrem em escalas extremamente pequenas, como as dimensões de partículas subatômicas. Física Quântica, Teoria Quântica ou Mecânica Quântica são termos que indicam uma parte da física moderna que surgiu no século XX.
Diferente da física clássica, que descreve o mundo em termos de leis determinísticas (onde tudo pode ser previsto com certeza), a física quântica lida com probabilidades.
Então, na física quântica, as regras são um pouco diferentes do que estamos acostumados. É como se as partículas jogassem um jogo de esconde-esconde onde elas podem estar em vários lugares ao mesmo tempo, e só sabemos onde elas estão quando olhamos. Esse jogo é o que os cientistas tentam entender para explicar como tudo no universo funciona de um jeito tão peculiar e surpreendente.
A palavra “quântica” vem do termo “quantum”, que significa “quantidade” em latim e se refere à ideia de que algumas propriedades físicas, como energia, não podem ser divididas indefinidamente, mas existem em “pacotes” discretos chamados “quanta”.
Dualidade Onda-Partícula: na física quântica, as partículas, como elétrons e fótons, exibem comportamento tanto de partículas quanto de ondas. Isso significa que, dependendo da situação, elas podem se comportar como pequenos pacotes de energia ou como ondas espalhadas pelo espaço.
Superposição: uma das características mais estranhas da física quântica é a superposição, que significa que uma partícula pode existir em múltiplos estados ao mesmo tempo, até que seja medida. Um exemplo clássico é o experimento mental do Gato de Schrödinger, onde um gato em uma caixa pode estar simultaneamente vivo e morto até que se abra a caixa e se observe o estado do gato.
Entrelaçamento quântico: o entrelaçamento quântico é um fenômeno onde duas partículas se tornam conectadas de tal forma que o estado de uma afeta instantaneamente o estado da outra, independentemente da distância que as separa. Isso leva a efeitos que parecem desafiar a velocidade da luz e a causalidade clássica.
Princípio da Incerteza de Heisenberg: esse princípio diz que não podemos conhecer com precisão absoluta tanto a posição quanto a velocidade (ou momento) de uma partícula ao mesmo tempo. Quanto mais precisamente tentamos medir uma dessas características, menos precisão teremos na medição da outra.
Colapso da função onda: a função de onda é uma descrição matemática das possibilidades de onde uma partícula pode estar. Quando medimos a partícula, a função de onda “colapsa” para um resultado específico, determinando o estado da partícula.
A física quântica não é apenas uma teoria abstrata; suas implicações práticas são vastas e revolucionaram a tecnologia. Algumas das aplicações incluem:
Eletrônica: A física quântica é a base para a tecnologia dos semicondutores, fundamentais para o funcionamento de computadores, smartphones e outros dispositivos eletrônicos.
Laser: O laser, utilizado em diversas áreas, desde cirurgias até comunicações e entretenimento, funciona com base nos princípios da física quântica.
Computação Quântica: Os computadores quânticos, ainda em desenvolvimento, prometem realizar cálculos muito mais rapidamente do que os computadores tradicionais, utilizando os princípios da superposição e do entrelaçamento quântico.
Criptografia Quântica: A criptografia quântica utiliza as propriedades quânticas para criar sistemas de comunicação praticamente invioláveis. Principais cientistas que colaboraram com a física quântica  teóricos que contribuíram para o crescimento e consolidação dessa área foram Planck, Einstein, Rutherford, Bohr, Schrodinger e Heisenberg.