Física

Um elétron de cada vez: pontos aleatórios que, somados, desenham franjas de interferência

Publicado em 06/10/2026 · Última alteração em 06/10/2026

Em 1989, uma equipe da Hitachi liderada por Akira Tonomura enviou elétrons por um biprisma de elétrons, que faz o papel das duas fendas, com no máximo um elétron no aparelho por vez. Cada elétron chegou ao detector como um ponto único, em lugar aparentemente aleatório. Só depois de cerca de 20 minutos de acúmulo surgiram franjas claras de interferência, típicas de ondas.

Interferência é o que ondas fazem quando se somam: onde as cristas coincidem o sinal cresce, onde cristas encontram vales ele some. Com um feixe intenso de elétrons, o padrão de faixas já era conhecido. A dúvida era se ele dependia de elétrons interagindo entre si. O experimento de Tonomura respondeu que não: com uma taxa de cerca de 10 elétrons emitidos por segundo e no máximo um no aparelho por vez, o padrão apareceu do mesmo jeito, ponto a ponto. O resultado não diz por onde o elétron passou. Diz que a chance de ele chegar a cada lugar segue uma distribuição de onda, mesmo que cada chegada seja um evento pontual. Como interpretar isso é tema de debate, mas o resultado experimental não é contestado.

O único mistério de Feynman

Richard Feynman descreveu a dupla fenda como contendo o único mistério da mecânica quântica. Em 2013, outro grupo montou a versão com elétrons individuais e uma máscara móvel que bloqueia cada fenda, o que a experiência original de 1989 não fazia.

Por que um elétron por vez importa

Com muitos elétrons juntos, alguém poderia explicar as franjas por colisões ou influência mútua entre eles. Reduzir a taxa a cerca de 10 por segundo, com no máximo um elétron no aparelho por vez, elimina essa saída: o padrão aparece mesmo sem companhia. É o que dá peso ao experimento de 1989.

O biprisma no lugar das fendas

A montagem de Tonomura não usa fendas literais. Um filamento com menos de 1 micrômetro de diâmetro fica entre duas placas, e os elétrons que passam de cada lado se encontram depois. O efeito é equivalente ao de duas fendas: dois caminhos possíveis que se sobrepõem no detector.

Pontos que viram faixas

Cada elétron é registrado num ponto só, e os primeiros pontos parecem espalhados ao acaso. O padrão está na distribuição, não em qualquer ponto isolado: nas faixas claras a chance de chegada é alta, nas escuras é baixa. Segundo a Hitachi, franjas nítidas pedem cerca de 20 minutos de acúmulo.

Da ideia de 1965 à versão de 2013

Feynman propôs o experimento mental em 1965. Em 2013, Bach e colegas fecharam e abriram cada fenda com uma máscara móvel e viram o padrão de dupla fenda se formar elétron a elétron, a cerca de 1 por segundo. Interferência também já foi vista em moléculas com mais de cem átomos.

Como sabemos

Resultado experimental bem estabelecido e conferido em fontes abertas, mas números de 1989 vêm de página institucional e o artigo original não foi lido na íntegra.

Em debate:

Fontes

  1. Hitachi Research & Development — Double Slit Experiment (Tonomura): single electron buildup
    consultada em 06/10/2026
  2. Bach, Pope, Liou, Batelaan (New Journal of Physics / arXiv) — Controlled double-slit electron diffraction
    consultada em 06/10/2026
  3. Resonance: Journal of Science Education (arXiv) — Quantum interference of molecules: probing the wave nature of matter
    consultada em 06/10/2026
  4. American Journal of Physics 57, 117 (1989) — Demonstration of single-electron buildup of an interference pattern
    consultada em 06/10/2026
Histórico de alterações
  • Versão 1 · 06/10/2026 — primeira versão

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