FÍSICA QUÂNTICA

Alfredo Martinho

Desde William Shakespeare poeta, dramaturgo, tido como o maior escritor do idioma inglês e o mais influente dramaturgo do mundo. Abril de 1564, abril de 1616, que dentro de sua obra, apareciam pistas do que podemos inferir no mais moderno pensamento quântico. Em “Hamlet”, lá estão frases que parecem vir da profundeza dos tempos, tal a sua sabedoria e sua simplicidade, como: “Há mais coisas entre o céu e a terra do que sonha nossa vã filosofia” ou “A verdadeira substância da ambição é a sombra de um sonho”.

Até nosso Manoel de Barros, que pode ser considerado o poeta do nada e do silêncio, seus escritos apontam para o desejo de apreensão de um mundo construído sobre coisas sem importância. Um de seus livros é “Tratado Geral das Grandezas do Ínfimo” que já traz no título suas/nossas eternas dúvidas: o que separa o grande do pequeno, a razão da emoção, a ciência da arte? Vejam: “No descomeço era o verbo.

Só depois é que veio o delírio do verbo.

O delírio do verbo estava no começo, lá onde a

Criança diz: Eu escuto a cor dos passarinhos. ”

Pois bem desde esses poetas, pensadores, foram inúmeros outros que tentam nos iluminar a refletir sobre o olhar ainda estreito da física e sua nostalgia newtoniana e, nesse espetáculo de artigo que compartilho com vocês abaixo – toda uma vertente de pensamentos de vanguarda que nos trarão muito em breve toda potencialidade que a compreensão e domínio da física quântica e seus complexos entendimentos matemáticos que irão desaguar na utilidade da computação quântica que revolucionará a vida nesse planeta.

Deleitem-se com a leitura

Mistérios quânticos se dissolvem se as possibilidades forem realidades

Os eventos e objetos do espaço-tempo não são tudo o que existe, sugere uma nova interpretação – Science News

Capa: O físico Werner Heisenberg (à direita) acreditava que a mecânica quântica implicava um aspecto da realidade semelhante ao conceito de “potencial” defendido pelo filósofo grego Aristóteles (à esquerda). Um novo artigo sugere que os mistérios da mecânica quântica podem ser resolvidos pela incorporação de tais elementos “potenciais” da realidade em uma imagem completa da natureza.

Por Tom Siegfried

Quando você pensa sobre isso, não deveria ser surpreendente que haja mais de uma maneira de explicar a mecânica quântica, a matemática quântica é notória por incorporar múltiplas possibilidades para os resultados das medições. Portanto, você não deve esperar que os físicos se restrinjam a apenas uma explicação para o que essa matemática significa. E, de fato, às vezes parece que os pesquisadores propuseram mais “interpretações” dessa matemática do que os seguidores de Katy Perry no Twitter.

Portanto, parece que o mundo precisa de mais interpretações quânticas como precisa de mais furacões de categoria 5. Mas até que apareça alguma interpretação que deixe todos felizes (e isso é tão provável quanto o Cleveland Browns vencer o Super Bowl), ainda mais interpretações surgirão. Um dos mais recentes apareceu recentemente (13 de setembro 2017) online em arXiv.org , o site para onde os físicos enviam seus artigos para amadurecer antes da publicação real. Você pode dizer que os artigos no arXiv são como “publicações em potencial”, que algum dia podem se tornar “reais” se um jornal os publicar (pré prints?)

E isso, em poucas palavras, é praticamente o mesmo que a lógica subjacente à nova interpretação da física quântica. No novo artigo, três cientistas argumentam que incluir coisas “potenciais” na lista de coisas “reais” pode evitar os enigmas contra-intuitivos que a física quântica apresenta. Talvez seja menos uma interpretação desenvolvida do que uma nova estrutura filosófica para contemplar esses mistérios quânticos. 

Em sua raiz, a nova ideia sustenta que a concepção comum de “realidade” é muito limitada! 

Ao expandir a definição da realidade, os mistérios do quantum desaparecem, em particular, “real” não deve ser restrito a objetos ou eventos “reais” no espaço-tempo. 

A realidade também deve ser atribuída a certas possibilidades, ou realidades “potenciais”, que ainda não se tornaram “reais”, essas realidades potenciais não existem no espaço-tempo!

“Esta nova imagem ontológica requer que expandamos nosso conceito de ‘o que é real’ para incluir um domínio extra-espacial de possibilidade quântica”, escrevem Ruth Kastner , Stuart Kauffman e Michael Epperson .

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Considerar as coisas potenciais como reais não é exatamente uma ideia nova, pois era um aspecto central da filosofia de Aristóteles, 24 séculos atrás. 

Uma bolota tem potencial para se tornar uma árvore; uma árvore tem potencial para se tornar uma mesa de madeira. Mesmo a aplicação dessa ideia à física quântica não é nova. Werner Heisenberg, o pioneiro quântico famoso por seu princípio de incerteza, considerou sua matemática quântica para descrever resultados potenciais de medições das quais uma se tornaria o resultado real. 

O conceito quântico de uma “onda de probabilidade”, que descreve a probabilidade de diferentes resultados possíveis de uma medição, era uma versão quantitativa do potencial de Aristóteles, escreveu Heisenberg em seu conhecido livro de 1958, Física e Filosofia. “Ele introduziu algo situado no meio entre a ideia de um evento e o evento real, um tipo estranho de realidade física bem no meio entre a possibilidade e a realidade. ”

Em seu artigo, intitulado “Levando a Potência de Heisenberg a Sério”, Kastner e colegas elaboram essa ideia, traçando um paralelo com a filosofia de René Descartes. Descartes, no século 17, propôs uma divisão estrita entre “substância” material e mental. As coisas materiais (res extensa, ou coisas estendidas) existiam inteiramente independentemente da realidade mental (res cogitans, coisas que pensam), exceto na glândula pineal do cérebro. Há res cogitans podem influenciar o corpo. A ciência moderna, é claro, rejeitou a res cogitans: o mundo material é tudo o que a realidade exige. A atividade mental é o resultado de processos materiais, como impulsos elétricos e interações bioquímicas.

Kastner e seus colegas também rejeitam a res cogitans de Descartes, mas, eles acham que a realidade não deve se restringir à res extensa; em vez disso, deve ser complementado por “ res potentia ” – em particular, res potentia quântica, não apenas qualquer lista antiga de possibilidades. 

A potência quântica pode ser definida quantitativamente; uma medição quântica sempre produzirá, com certeza, uma das possibilidades que descreve, no mundo em grande escala, todos os tipos de possibilidades podem ser imaginadas (os marrons ganham o Super Bowl, os indianos ganham 22 jogos consecutivos) que podem ou não acontecer.

Se os potentia quânticos são, em certo sentido, reais, dizem Kastner e seus colegas, então a misteriosa estranheza da mecânica quântica torna-se instantaneamente explicável

Você apenas tem que perceber que as mudanças nas coisas reais redefinem a lista de coisas potenciais!

Considere, por exemplo, que você e eu concordamos em nos encontrar para almoçar na próxima terça-feira no restaurante Mad Hatter (Kastner e seus colegas usam o exemplo de uma cafeteria, mas eu não gosto de café). Mas então, na segunda-feira, um tornado leva o Chapeleiro Maluco para o País das Maravilhas. Reunião não está mais na lista de res potentia; não é mais possível que o almoço ali se torne uma realidade. Em outras palavras, embora uma realidade não possa alterar uma realidade distante, ela pode mudar um potencial distante. Podíamos estar a mil milhas de distância, mas o tornado mudou nossas possibilidades de lugares para comer.

É um exemplo de como a lista de potentia pode mudar sem a ação fantasmagórica à distância que Einstein alegou sobre o emaranhamento quântico

As medições em partículas emaranhadas, como dois fótons, parecem confusas, você pode configurar um experimento de forma que, antes de fazer uma medição, o fóton possa girar no sentido horário ou anti-horário. Uma vez que um é medido, porém (e considerado, digamos, no sentido horário), você sabe que o outro terá o spin oposto (no sentido anti-horário), não importa a distância. Mas nenhum sinal secreto é (ou poderia ser) enviado de um fóton para o outro após a primeira medição. É simplesmente o caso de que o sentido anti-horário não está mais na lista de res potentia para o segundo fóton. Uma “realidade” (a primeira medição) muda a lista de potentia que ainda existe no universo. 

Potentia engloba a lista de coisas que podem se tornar reais; o que se torna real muda então o que está na lista de potentia!

Argumentos semelhantes se aplicam a outros mistérios quânticos, as observações de um estado quântico “puro”, contendo muitas possibilidades, transforma uma dessas possibilidades em uma realidade. 

E o novo evento real restringe a lista de possibilidades futuras, sem qualquer necessidade de causalidade física. “Simplesmente permitimos que os eventos reais possam afetar instantânea e acausamente o que é possível em seguida … o que, por sua vez, influencia o que pode se tornar real e assim por diante”, escreveram Kastner e colegas.

A medição, dizem eles, é simplesmente um processo físico real que transforma a potentia quântica em elementos de res extensa – material real, real no sentido comum!

Espaço e tempo, ou espaço-tempo, é algo que “emerge de um substrato quântico”, à medida que as coisas reais se cristalizam “de um domínio mais fluido de possíveis”. 

O espaço-tempo, portanto, não é tudo que existe na realidade!

É improvável que os físicos em todos os lugares parem instantaneamente de debater os mistérios quânticos e comecem a dirigir carros com ” res potentia!” Adesivos para carros. 

Mas, quer essa nova proposta triunfe nos debates quânticos ou não, ela levanta um ponto-chave na busca científica para entender a realidade. 

A realidade não é necessariamente o que os humanos pensam ou gostariam que fosse

Muitas interpretações quânticas foram motivadas pelo desejo de retornar ao determinismo newtoniano, por exemplo, onde causa e efeito são mecânicos e previsíveis, como o tique do relógio precedendo cada tique.

Mas o universo não precisa se conformar com a nostalgia newtoniana

E, de maneira mais geral, os cientistas freqüentemente presumem que os fenômenos que a natureza oferece aos sentidos humanos refletem tudo o que existe na realidade. “É difícil para nós imaginar ou conceituar quaisquer outras categorias de realidade além do nível real – isto é, o que está imediatamente disponível para nós em termos perceptivos”, observam Kastner e colegas. No entanto, a física quântica sugere uma base mais profunda subjacente à realidade dos fenômenos – em outras palavras, que a “ontologia” abrange mais do que apenas eventos e objetos no espaço-tempo.

Essa proposição soa um pouco como defender a existência de fantasmas, mas, na verdade, é mais um reconhecimento de que as coisas podem parecer fantasmas apenas porque a realidade foi concebida de maneira inadequada em primeiro lugar. 

Kastner e colegas apontam que os movimentos dos planetas no céu confundiam os filósofos antigos porque, supostamente, nos céus, a realidade permitia apenas movimentos circulares uniformes (realizados pelo apego a enormes esferas cristalinas). Expandir os limites da realidade permitiu que esses movimentos fossem explicados naturalmente.

Da mesma forma, restringir a realidade a eventos no espaço-tempo pode acabar sendo o mesmo que restringir os céus a esferas giratórias, o próprio espaço-tempo, muitos físicos estão convencidos, não é um elemento primário da realidade, mas uma estrutura que emerge de processos mais fundamentais. 

Como esses processos parecem ser quânticos por natureza, faz sentido suspeitar que algo mais do que apenas eventos do espaço-tempo tem um papel a desempenhar na explicação da física quântica.

Verdade, é difícil imaginar a “realidade” de algo que não existe “realmente” como um objeto ou evento no espaço-tempo. Mas Kastner e colegas citam o aviso emitido pelo falecido filósofo Ernan McMullin, que apontou que “a imaginabilidade não deve ser testada para a ontologia”. 

A ciência tenta descobrir as estruturas do mundo real; é injustificado, disse McMullin, exigir que essas estruturas sejam “imagináveis ​​nas categorias” conhecidas da experiência comum em larga escala. Afinal de contas, às vezes coisas que não são imagináveis ​​acabam se revelando reais. Nenhum torcedor do time jamais imaginou que os índios ganhariam 22 jogos consecutivos.

Siga-me no Twitter: @tom_siegfried

Perguntas ou comentários sobre este artigo? Envie-nos um e-mail para feedback@sciencenews.org

Sobre Tom Siegfried

Tom Siegfried é um correspondente colaborador. Ele foi editor-chefe da Science News de 2007 a 2012 e editor-chefe de 2014 a 2017.

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Quantum mysteries dissolve if possibilities are realities

 

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