ALÉM DA MANCHETE

Um gato fechado em uma caixa pode estar simultaneamente vivo e morto até alguém olhar? A frase se tornou uma das imagens mais conhecidas da ciência, mas Erwin Schrödinger não criou seu famoso experimento mental para convencer ninguém de que gatos realmente vivem dessa maneira. Em 1935, ele queria mostrar o quão estranho se tornava levar as regras da mecânica quântica do mundo dos átomos para os objetos do nosso cotidiano — e a pergunta que surgiu continua aberta quase um século depois.

Erwin Schrödinger, um dos fundadores da mecânica quântica. Em 1935, ele criou o famoso experimento mental do gato para expor um problema conceitual da teoria quântica. Foto: Smithsonian Institution Libraries/Wikimedia Commons — sem restrições de copyright conhecidas.

Imagine uma caixa completamente fechada. Dentro dela há um gato, uma pequena quantidade de material radioativo, um detector capaz de registrar o decaimento de um átomo e um mecanismo ligado a um recipiente com uma substância letal. Se o átomo decair, o detector aciona o mecanismo, o recipiente é quebrado e o gato morre. Se o átomo não decair, nada acontece e o animal permanece vivo. Para alguém acostumado apenas à física cotidiana, a situação parece simples: mesmo sem abrirmos a caixa, o gato já está vivo ou morto; apenas não sabemos qual das duas possibilidades ocorreu.

É justamente aí que a mecânica quântica torna a história muito mais estranha.

No mundo microscópico, partículas e átomos não precisam ser descritos da mesma maneira que objetos comuns. Antes de uma medição, um sistema quântico pode ser representado por uma superposição de estados. Simplificando bastante, isso significa que diferentes possibilidades fazem parte simultaneamente da descrição matemática do sistema. Um átomo radioativo pode ser descrito por uma combinação das possibilidades de ter decaído e de ainda não ter decaído. Se o destino do gato estiver fisicamente ligado ao estado daquele átomo, a lógica da teoria parece obrigar toda a caixa a entrar na história: átomo não decaído e gato vivo de um lado; átomo decaído e gato morto do outro.

Esquema simbólico do gato de Schrödinger: antes da medição, o sistema é descrito por uma superposição de possibilidades; após a observação, encontra-se um resultado definido. Ilustração: Christian Schirm/Wikimedia Commons — CC0.

Foi essa passagem do microscópico para o macroscópico que incomodou Erwin Schrödinger.

Seu gato não nasceu para demonstrar como a mecânica quântica é “mágica”. Nasceu para tornar evidente um problema.

O gato surgiu como uma provocação, não como uma explicação

Schrödinger já era um dos grandes nomes da física quando imaginou o experimento. Em 1926, havia desenvolvido a equação que leva seu nome, uma das ferramentas fundamentais da mecânica quântica, e recebeu juntamente com Paul Dirac o Nobel de Física de 1933 pelas novas formas de teoria atômica que ajudaram a desenvolver. Dois anos depois, entretanto, continuava profundamente preocupado com aquilo que a interpretação da nova física dizia sobre a realidade.

Em 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen publicaram o famoso trabalho hoje conhecido como paradoxo EPR, questionando se a descrição quântica da realidade poderia ser considerada completa. Schrödinger acompanhou atentamente aquela discussão e, no mesmo ano, publicou uma série de textos sobre o estado da mecânica quântica. Foi nesse contexto que apareceu o gato. O próprio exemplo foi deliberadamente levado ao extremo: Schrödinger queria mostrar que, se aceitássemos sem restrições que a função de onda fornece uma descrição completa de tudo e simplesmente ampliássemos a superposição quântica para objetos cotidianos, acabaríamos descrevendo um animal como uma combinação de vivo e morto.

A montagem original era ainda mais específica do que as versões populares costumam mostrar. Schrödinger imaginou um gato preso em uma câmara de aço junto de um contador Geiger, uma quantidade tão pequena de material radioativo que haveria determinada probabilidade de um átomo decair durante uma hora e um mecanismo capaz de quebrar um frasco contendo ácido cianídrico caso o detector fosse ativado. O destino macroscópico do animal estaria, assim, conectado a um acontecimento quântico microscópico. A intenção era revelar a dificuldade de determinar em que ponto exatamente uma possibilidade quântica aparentemente indefinida se transforma em um resultado definido no mundo que observamos.

É por isso que dizer simplesmente que “Schrödinger descobriu que o gato fica vivo e morto ao mesmo tempo” inverte o sentido histórico da história. Ele não colocou um gato de verdade numa caixa, não realizou o experimento e não apresentou o exemplo como uma descrição intuitivamente satisfatória da realidade. Era um experimento mental, criado justamente porque aquela conclusão parecia absurda quando transportada para a escala cotidiana.

O que significa estar em dois estados ao mesmo tempo?

A palavra “superposição” costuma produzir uma imagem equivocada. É tentador compará-la a uma moeda escondida sob a mão: não sabemos se deu cara ou coroa, portanto existem duas possibilidades para nós. Mas o caso quântico é mais profundo. Na moeda clássica, mesmo que ninguém veja o resultado, pressupomos que ela já possui um estado definido. Nossa incerteza é apenas falta de informação.

Esquema do experimento da dupla fenda, um dos exemplos mais conhecidos do comportamento ondulatório e da interferência quântica. Em sistemas quânticos, a superposição pode produzir padrões de interferência que não aparecem numa simples mistura de possibilidades já definidas. Ilustração: Inkwina/Wikimedia Commons — domínio público.

Uma superposição quântica não funciona simplesmente assim. Enquanto o sistema mantém sua coerência, as diferentes possibilidades podem produzir interferência, um fenômeno mensurável. É justamente essa capacidade de interferir que distingue uma superposição genuína de uma simples mistura de resultados que já existem, mas são desconhecidos. Experimentos realizados ao longo de décadas confirmaram repetidamente esse comportamento em sistemas microscópicos e, progressivamente, em sistemas cada vez maiores. Uma revisão clássica sobre o problema da medição destaca que a superposição é um elemento central do formalismo quântico e que seus efeitos de interferência foram amplamente verificados experimentalmente.

No experimento do gato, o átomo e o animal também deixam de ser independentes. O estado “átomo não decaiu” fica associado ao estado “gato vivo”, enquanto “átomo decaiu” fica associado a “gato morto”. O sistema passa a ser descrito conjuntamente. Esse tipo de relação é o emaranhamento quântico, ou entanglement. Curiosamente, foi o próprio Schrödinger quem cunhou o termo em 1935 e o considerou uma das características mais marcantes da ruptura entre a mecânica quântica e a física clássica.

É aí que o paradoxo começa a incomodar. Se utilizarmos as mesmas regras quânticas para o detector, para o mecanismo e para o gato, não existe um ponto matematicamente óbvio no qual devamos simplesmente interromper a descrição quântica e afirmar: “daqui em diante existe apenas um resultado”.

Mas, quando finalmente abrimos a caixa, não encontramos um borrão de gato morto e gato vivo. Encontramos um resultado definido.

De onde vem essa definição?

Essa é uma maneira de chegar ao chamado problema da medição.

Não é a consciência humana que magicamente decide o destino do gato

Outra simplificação muito difundida diz que o gato permanece vivo e morto até que “uma pessoa olhe” e que, portanto, a consciência humana seria responsável por transformar possibilidades quânticas em realidade. Essa ideia produz boas frases para vídeos e redes sociais, mas não é necessária para descrever o problema físico.

Em mecânica quântica, “observar” não precisa significar um ser humano consciente olhando diretamente para uma partícula. Um detector pode interagir com ela. Um fóton pode colidir com ela. Um átomo pode interagir com outro. O ambiente ao redor está continuamente trocando informação física com os sistemas que o compõem. A questão central é a interação e a produção de registros correlacionados, não a existência de olhos humanos.

Isso se torna especialmente importante no caso do gato porque um animal é um sistema macroscópico extraordinariamente complexo. Ele contém um número gigantesco de partículas, emite calor, interage com moléculas, produz movimentos e permanece constantemente acoplado ao ambiente. Isolar um gato das interações externas com a precisão necessária para preservar uma superposição quântica coerente seria completamente diferente de isolar um átomo, um fóton ou mesmo uma pequena nanopartícula em um laboratório.

É nesse contexto que entra a decoerência.

Quando um sistema quântico interage com seu ambiente, as relações de fase necessárias para observar interferência entre os diferentes componentes da superposição se dispersam pelo enorme conjunto de graus de liberdade ao redor. Para sistemas macroscópicos, esse processo ocorre extremamente rápido. A decoerência ajuda a explicar por que superposições evidentes no mundo microscópico se tornam praticamente impossíveis de observar diretamente em objetos cotidianos e por que o mundo ao nosso redor apresenta uma aparência clássica tão estável.

Mas existe uma sutileza importante: decoerência não encerra automaticamente toda a discussão sobre o problema da medição. Ela explica de maneira extremamente poderosa por que interferências entre alternativas macroscópicas deixam de ser observáveis e como emerge uma aparência clássica, mas ainda existe debate filosófico e físico sobre como interpretar o fato de cada observador experimentar um resultado específico. A própria literatura especializada ressalta que as implicações da decoerência para os fundamentos e para o problema da medição permanecem ligadas à interpretação adotada para a teoria.

O gato, portanto, não desapareceu. Apenas ficou mais sofisticado.

Afinal, o gato está vivo, morto ou os dois?

A resposta depende, em parte, daquilo que entendemos que a matemática da mecânica quântica está nos dizendo sobre a realidade.

Nas famílias de interpretações normalmente associadas à tradição de Copenhague, a medição ocupa um papel especial e a descrição em superposição dá lugar a um resultado definido quando ocorre uma medição. Porém, “interpretação de Copenhague” não designa uma doutrina única e perfeitamente uniforme; diferentes físicos formularam essa passagem de maneiras distintas. O problema permanece justamente em definir conceitualmente onde termina o sistema quântico, onde começa o aparelho de medição e o que exatamente significa o chamado colapso da função de onda.

A interpretação de Muitos Mundos, associada originalmente ao trabalho de Hugh Everett em 1957, segue um caminho radicalmente diferente. Nela, não é necessário introduzir um colapso fundamental da função de onda. A evolução quântica continua, e os diferentes resultados passam a corresponder a diferentes ramos da descrição do mundo. Numa versão simplificada aplicada ao gato, haveria um ramo no qual ele está vivo e outro no qual está morto, enquanto cada observador experimentaria apenas o resultado correspondente ao ramo em que se encontra. A interpretação continua sendo objeto de intenso debate e está longe de representar consenso entre os físicos.

Visualização do experimento do gato de Schrödinger pela interpretação de Muitos Mundos, na qual diferentes resultados permanecem em ramos distintos da descrição quântica. Reprodução: Wikimedia Commons.

Outras alternativas também existem. A mecânica bohmiana adiciona variáveis que atribuem posições definidas às partículas e mantém uma dinâmica guiada pela função de onda. Já as chamadas teorias de colapso objetivo propõem que superposições não persistem indefinidamente: haveria algum mecanismo físico real fazendo com que estados suficientemente grandes ou complexos colapsem espontaneamente. Existem ainda abordagens relacionais, informacionais e outras interpretações que discordam inclusive sobre aquilo que a função de onda representa.

O extraordinário é que todas essas discussões surgem em torno de uma teoria cuja capacidade de previsão experimental é impressionante. A mecânica quântica funciona extraordinariamente bem para calcular resultados. O desacordo aparece quando perguntamos o que exatamente está acontecendo na realidade para que aqueles cálculos funcionem.

É possível saber usar uma teoria com enorme precisão sem existir consenso sobre sua interpretação ontológica.

E talvez nenhuma imagem represente essa situação tão bem quanto um gato que nunca existiu.

Os cientistas já criaram “gatos de Schrödinger” de verdade — mas nenhum deles mia

O nome sobreviveu ao experimento mental e hoje os físicos realmente utilizam a expressão “estado de gato” para descrever superposições de estados suficientemente distintos. Isso não significa colocar animais em caixas, mas criar sistemas nos quais duas alternativas quânticas bastante diferentes coexistam coerentemente.

Em 1996, por exemplo, pesquisadores produziram um estado semelhante ao gato de Schrödinger utilizando um único íon de berílio, colocando seu movimento numa superposição de pacotes espacialmente separados e verificando a interferência quântica entre eles. Em 2005, uma equipe liderada por David Wineland criou estados de gato envolvendo até seis qubits atômicos emaranhados. Trabalhos desse tipo ajudam a investigar exatamente a região nebulosa entre o comportamento quântico e aquilo que reconhecemos como mundo clássico.

Os avanços continuaram. Serge Haroche e David Wineland receberam o Nobel de Física de 2012 pelo desenvolvimento de métodos capazes de medir e manipular sistemas quânticos individuais preservando suas propriedades. Esses experimentos permitiram acompanhar estados semelhantes ao famoso “gato” e estudar diretamente como a interação com o ambiente destrói sua coerência quântica.

E a fronteira continua avançando. Em janeiro de 2026, pesquisadores publicaram na Nature um experimento de interferência com nanopartículas de sódio contendo mais de 7 mil átomos e massas superiores a 170 mil unidades de massa atômica. O centro de massa dessas partículas foi colocado numa situação análoga a um estado de gato, com a função de onda distribuída por trajetórias espacialmente distintas. Os autores afirmaram que o experimento aumentou significativamente a escala em que esse tipo de superposição espacial havia sido demonstrado.

Isso não significa que estejamos próximos de colocar um gato verdadeiro simultaneamente em dois lugares. Quanto maior, mais quente e mais complexo é um objeto, mais difícil se torna protegê-lo das incontáveis interações com o ambiente que produzem decoerência. Ainda assim, esses experimentos são importantes justamente porque testam até onde podemos empurrar a fronteira quântica. Se em algum ponto a superposição deixar de funcionar por uma razão fundamental — e não apenas por dificuldades técnicas ou ambientais — isso poderia indicar que a mecânica quântica precisa ser modificada em grandes escalas. Até agora, experimentos cada vez mais ambiciosos continuam encontrando o comportamento previsto pela teoria em sistemas progressivamente maiores.

O gato nunca foi realmente o problema

Talvez a razão pela qual o experimento de Schrödinger permaneceu tão famoso seja sua capacidade de transformar uma questão abstrata em algo impossível de ignorar. É fácil aceitar uma equação dizendo que um átomo pode ser descrito por uma combinação de possibilidades. É muito mais desconfortável seguir a mesma equação até chegar a um animal.

É exatamente isso que Schrödinger nos obriga a fazer.

A mecânica quântica não apresenta uma placa dizendo onde termina o “mundo quântico” e começa o “mundo clássico”. Átomos formam moléculas, moléculas formam células, células formam animais, e os mesmos componentes microscópicos obedecem às leis quânticas. Se essas leis são universais, precisamos explicar por que o mundo macroscópico parece tão diferente.

A decoerência respondeu uma parte enorme dessa pergunta. Sabemos muito mais hoje sobre como interações com o ambiente destroem rapidamente a capacidade de observar interferências entre estados macroscópicos. Também conseguimos fabricar em laboratório superposições que, em 1935, seriam quase inimagináveis experimentalmente. Mesmo assim, a pergunta sobre o significado último da função de onda, sobre o colapso e sobre a origem dos resultados definidos continua alimentando diferentes interpretações da teoria. Uma revisão publicada em 2026 ainda descreve o problema da medição como uma questão central dos fundamentos da física quântica e discute justamente a ausência de consenso sobre o estatuto físico da função de onda e a seleção de resultados específicos.

Por isso, o gato de Schrödinger não deveria ser lembrado apenas pela frase curiosa de que um animal estaria “vivo e morto ao mesmo tempo”.

A pergunta verdadeira é muito maior.

Quando a mecânica quântica nos apresenta várias possibilidades simultaneamente, por que a realidade que experimentamos parece sempre escolher apenas uma?

Noventa anos depois, conseguimos construir computadores quânticos, manipular átomos individuais, criar estados de gato em laboratórios e testar superposições em objetos milhares de vezes mais complexos do que as partículas estudadas pelos pioneiros da teoria.

Mas ainda discutimos o que tudo isso significa.

Schrödinger inventou um gato imaginário para mostrar que havia algo profundamente desconfortável na fronteira entre a matemática quântica e o mundo cotidiano.

O gato nunca precisou existir.

O problema continua muito vivo.

FONTES

Artigo original de Schrödinger — tradução do “paradoxo do gato”
Tradução para o inglês do artigo de 1935 em que Schrödinger apresentou o experimento mental e discutiu os problemas conceituais da mecânica quântica. (JSTOR)

Nobel Prize — Erwin Schrödinger
Biografia e resumo das contribuições que levaram Schrödinger ao Nobel de Física de 1933. (Prêmio Nobel)

Review of Modern Physics — Decoerência e problema da medição
Revisão acadêmica de Maximilian Schlosshauer sobre decoerência, transição quântico-clássica e suas implicações para o problema da medição. (APS Journals)

Stanford Encyclopedia of Philosophy — Muitos Mundos
Discussão acadêmica da interpretação de Everett e de como ela procura tratar o problema da medição sem introduzir o colapso fundamental da função de onda. (Enciclopédia de Filosofia de Stanford)

Nobel Prize — Física de 2012
Explica os experimentos de Serge Haroche e David Wineland com medição e manipulação de sistemas quânticos individuais e sua relação com estados semelhantes ao gato de Schrödinger. (Prêmio Nobel)

Nature — superposição com nanopartículas
Estudo publicado em 2026 que demonstrou interferência quântica com nanopartículas de sódio contendo milhares de átomos, ampliando os testes de superposição para sistemas mais massivos. (Nature)