“Cerca de 30% do Produto Interno Bruto norte-americano provêm de produtos e inovações de aplicações da física quântica.” A estimativa foi feita em 2001 por M. Tegmark e J.A. Wheeler, e a citação aparece no livro de Alberto P. Guimarães, A pedra com alma: a fascinante história do magnetismo (Record, 2011).

A extraordinária miniaturização dos circuitos eletrônicos, baseados em cristais semicondutores, e o consequente aumento da capacidade dos computadores são apenas um exemplo entre as tecnologias que se desenvolvem como decorrência da compreensão das propriedades quânticas dos materiais, em suas múltiplas aplicações.

Fenômenos quânticos estão por toda parte no nosso cotidiano, mas apesar da importância dessa disciplina para o desenvolvimento da ciência e tecnologia, no Brasil a presença da física quântica no ensino médio é ainda insignificante.

Nossos jovens terminam sua formação média simplesmente ignorando 100 anos do que provavelmente foi a maior revolução do pensamento científico, que começou a ser delineada ainda no final do século 19 (e já estamos no 21!).

Com o advento das chamadas nanociência e nanotecnologia, termos obrigatoriamente presentes em qualquer agenda de desenvolvimento nacional, ensinar física quântica para estudantes do ensino médio se tornou uma questão de sobrevivência científica e tecnológica.

Boa parte dessa lacuna tem-se justificado pela quase completa ausência de livros didáticos sobre o tema, no nível adequado. Agora, não há mais justificativas para isso. Quântica para iniciantes: investigações e projetos vem preencher de forma magistral essa deficiência.

Acerto na abordagem experimental

Com projeto gráfico e diagramação de altíssima qualidade, o livro segue uma sequência didática, explorando as propriedades dos materiais condutores e semicondutores em dezenas de montagens experimentais, explicadas passo a passo, sempre acompanhadas de uma conexão com as observações das propriedades quânticas da matéria.

Assim, o estudante entende como os diodos emissores de luz (LEDs), comuns em quase todos os equipamentos eletrônicos, emitem luz em cores diferentes, ou o que a excitação de elétrons entre diferentes níveis de energia de átomos de mercúrio tem a ver com o funcionamento de uma lâmpada fluorescente.

Os autores foram muito felizes em optar por uma “abordagem experimental” para o livro, na qual o aluno é guiado em montagens de laboratórios, na realização dos experimentos, e finalmente na interpretação dos resultados, à luz da física quântica, percorrendo todo o caminho do cientista profissional.

A física é uma ciência experimental. É nos laboratórios que as grandes teorias são refutadas, confirmadas ou descartadas. E é dos laboratórios de física que saem os grandes produtos tecnológicos, como os monitores de cristal líquido, ou a internet.

Em um momento em que o Brasil se depara com seu maior gargalo para o crescimento – a mão de obra bem educada – e se engaja na melhoria da formação dos seus profissionais nos níveis técnico e superior, em busca de um lugar ao sol no grupo dos países desenvolvidos, o livro de Helder, Esdras e Alfredo não poderia ter chegado em melhor hora.

Cabe agora usá-lo nas escolas. Professores, mãos à obra!

Ivan S. Oliveira
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (RJ)

Texto originalmente publicado na CH 285 (setembro de 2011).