A teoria qu\u00e2ntica \u00e9, ent\u00e3o, a teoria subjacente da qual deriva a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica.<\/strong><\/p>\n<\/blockquote>\n Se se levar em contar o \u00eaxito da mec\u00e2nica cl\u00e1ssica na descri\u00e7\u00e3o da din\u00e2mica de todas as classes de objetos, desde bolas de bilhar at\u00e9 as estrelas e planetas, n\u00e3o \u00e9 surpreendente que sua substitui\u00e7\u00e3o por um novo sistema mec\u00e2nico fora considerada uma revolu\u00e7\u00e3o. <\/p>\n Entretanto, os f\u00edsicos provaram em seguida a validade da teoria mediante a explica\u00e7\u00e3o de um amplo gama de fen\u00f4menos que, de outro modo, seriam incompreens\u00edveis; tanto que hoje em dia a teoria qu\u00e2ntica \u00e9 freq\u00fcentemente citada como a teoria mais gloriosa j\u00e1 criada.<\/p>\n A teoria qu\u00e2ntica teve suas origens vacilantes no ano de 1900, com a publica\u00e7\u00e3o de um artigo pelo f\u00edsico alem\u00e3o Max Planck. Planck dirigiu sua aten\u00e7\u00e3o ao que era todavia um problema n\u00e3o resolvido pela f\u00edsica do s\u00e9culo XIX, e que consistia na distribui\u00e7\u00e3o entre os diversos comprimentos de onda da energia calor\u00edfica irradiada por um corpo quente. <\/p>\n Sob certas condi\u00e7\u00f5es ideais, a energia se distribui de um modo caracter\u00edstico, que Planck demonstrou que podia ser explicada supondo que a radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica era emitida pelo corpo em pacotes discretos aos quais chamou “quanta”. A raz\u00e3o deste comportamento espasm\u00f3dico era desconhecida, e simplesmente teria que se aceitar ad hoc.<\/p>\n Em 1905 a hip\u00f3tese qu\u00e2ntica foi estimulada por Einstein, quem explicou de modo satisfat\u00f3rio o chamado efeito fotoel\u00e9trico, que consiste na extra\u00e7\u00e3o de el\u00e9trons da superf\u00edcie de um metal mediante energia luminosa.<\/p>\n Para explicar o modo particular de como isto se sucede, Einstein viu-se for\u00e7ado a considerar o raio luminoso como uma chuva de part\u00edculas, posteriormente chamadas f\u00f3tons. Esta descri\u00e7\u00e3o da luz parecia estar em confronto direto com a id\u00e9ia tradicional, segundo a qual a luz (assim como todo tipo de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica) consiste em ondas cont\u00ednuas que se propagam de acordo com a c\u00e9lebre teoria eletromagn\u00e9tica de Maxwell, firmemente estabelecida meio s\u00e9culo antes. <\/p>\n De fato, a natureza ondulat\u00f3ria da luz havia sido demonstrada experimentalmente, em uma \u00e9poca muito remota, por Thomas Young mediante seu famoso aparelho de “da dupla fenda”.<\/p>\n A dicotomia onda-part\u00edcula, entretanto, n\u00e3o estava restrita luz. Os f\u00edsicos da \u00e9poca estavam tamb\u00e9m interessados na estrutura dos \u00e1tomos. Em particular, estavam intrigados acerca de como os el\u00e9trons podiam girar ao redor do n\u00facleo sem emitir radia\u00e7\u00e3o, pois sabia-se pela teoria eletromagn\u00e9tica de Maxwell que quando as part\u00edculas carregadas seguem caminhos curvil\u00edneos irradiam energia eletromagn\u00e9tica. Se isto ocorre continuamente, os el\u00e9trons at\u00f4micos, que est\u00e3o orbitando em torno do n\u00facleo, perderiam rapidamente energia e cairiam seguindo espirais at\u00e9 este n\u00facleo.<\/p>\n Em 1913 Bohr prop\u00f4s que os elementos at\u00f4micos est\u00e3o tamb\u00e9m “quantizados”, no sentido de que podem permanecer em certos n\u00edveis fixos sem perder energia. Quando os el\u00e9trons saltam de um n\u00edvel a outro, absorve ou emite energia eletromagn\u00e9tica em quantidades discretas. Estes pacotes de energia s\u00e3o, de fato, f\u00f3tons.<\/p>\n A raz\u00e3o pela qual os el\u00e9trons at\u00f4micos haviam de comportar-se deste modo descont\u00ednuo n\u00e3o foi, entretanto, esclarecida at\u00e9 quando se descobriu a natureza ondulat\u00f3ria da mat\u00e9ria. <\/p>\n O trabalho experimental de Clinton Davisson e outros e o trabalho te\u00f3rico de Louis de Broglie conduziram \u00e0 id\u00e9ia de que os el\u00e9trons, assim como os f\u00f3tons, podem comportar-se como ondas e como part\u00edculas, dependendo das circunst\u00e2ncias de cada caso.<\/p>\n Segundo a descri\u00e7\u00e3o ondulat\u00f3ria, os n\u00edveis de energia at\u00f4micos propostos por Bohr correspondem a estados de ondas estacion\u00e1rias ao redor do n\u00facleo. De modo muito parecido ao que se pode fazer numa cavidade ressonante para diferentes notas musicais discretas, assim os el\u00e9trons vibram em certos estados definidos de energia. Somente quando, devido \u00e0 transi\u00e7\u00e3o de um n\u00edvel de energia a outro, a estrutura muda, produz-se uma perturba\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica com emiss\u00e3o ou absor\u00e7\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o.<\/p>\n Colapso do \u00e1tomo cl\u00e1ssico. (a) As teorias de Newton e Maxwell predizem que um el\u00e9tron at\u00f4mico que segue uma \u00f3rbita irradiar\u00e1 continuamente ondas eletromagn\u00e9ticas, perdendo assim energia e caindo em espiral at\u00e9 o n\u00facleo<\/strong>.<\/p>\n (b) A teoria qu\u00e2ntica prediz a exist\u00eancia de n\u00edveis de energia discretos n\u00e3o radioativos nos quais a onda associada ao el\u00e9tron precisamente ajusta-se ao redor do n\u00facleo, formando padr\u00f5es de ondas estacion\u00e1rias reminescentes das notas num instrumento musical. (A onda deve ajustar-se-\u00e1 tamb\u00e9m na dire\u00e7\u00e3o radial).<\/strong><\/p>\n Fica claro de imediato que n\u00e3o somente os el\u00e9trons, mas todas as part\u00edculas subat\u00f4micas, est\u00e3o sujeitas a um comportamento semelhante. Evidentemente, as leis tradicionais da mec\u00e2nica formulada por Newton, assim como as leis do eletromagnetismo de Maxwell, fracassaram completamente no micromundo dos \u00e1tomos e das part\u00edculas subat\u00f4micas. <\/p>\n At\u00e9 a metade da d\u00e9cada de 1920, um novo tipo de mec\u00e2nica – a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica – havia sido desenvolvida independentemente por Erwin Schr\u00f6dinger e Werner Heisenberg para levar em conta esta dualidade onda-part\u00edcula.<\/p>\n A nova teoria teve um \u00eaxito espetacular. Em seguida ajudou aos cientistas a explicarem a estrutura dos \u00e1tomos, a radioatividade, a liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica e os detalhes dos espectros at\u00f4micos (incluindo os efeitos dos campos el\u00e9tricos e magn\u00e9ticos). <\/p>\n Elabora\u00e7\u00f5es ulteriores da teoria por Paul Dirac, Enrico Fermi, Max Born e outros conduziram, com o tempo, a explica\u00e7\u00f5es satisfat\u00f3rias da estrutura e rea\u00e7\u00f5es nucleares, as propriedades el\u00e9tricas e t\u00e9rmicas dos s\u00f3lidos, a supercondutividade, a cria\u00e7\u00e3o e aniquila\u00e7\u00e3o de part\u00edculas elementares da mat\u00e9ria, a predi\u00e7\u00e3o da exist\u00eancia de antimat\u00e9ria, a estabilidade de certas estrelas colapsadas e muito mais.<\/p>\n A mec\u00e2nica qu\u00e2ntica tornou poss\u00edvel tamb\u00e9m um importante projeto em instrumenta\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica, que inclui o microsc\u00f3pio eletr\u00f4nico, o laser e o transistor. <\/p>\n Experimentos at\u00f4micos tremendamente delicados tem confirmado a exist\u00eancia de sutis efeitos qu\u00e2nticos com um assombroso grau de exatid\u00e3o. Nenhum experimento conhecido nos \u00faltimos cinq\u00fcenta anos est\u00e1 em contradi\u00e7\u00e3o com as predi\u00e7\u00f5es da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica.<\/p>\n Este cat\u00e1logo de triunfos singulariza a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica como uma teoria verdadeiramente not\u00e1vel – uma teoria que descreve corretamente o mundo a um n\u00edvel de precis\u00e3o e detalhe sem precedentes na ci\u00eancia. Hoje em dia, a grande maioria dos f\u00edsicos profissionais empregam a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, sen\u00e3o quase impensadamente, pelo menos com completa confian\u00e7a. <\/p>\n Contudo, este magn\u00edfico edif\u00edcio te\u00f3rico est\u00e1 alicer\u00e7ado sobre um profundo e molesto paradoxo que tem levado alguns f\u00edsicos a declararem que a teoria n\u00e3o tem sentido finalmente.<\/p>\n O problema, que de fato surgiu nos finais dos anos 1920 e come\u00e7o dos 1930, tem a ver n\u00e3o com os aspectos t\u00e9cnicos da teoria, mas com a sua interpreta\u00e7\u00e3o.<\/p>\n A peculiaridade do “quantum” se constata facilmente pelo modo em que um objeto, como um f\u00f3ton, pode manifestar propriedades ondulat\u00f3rias e corpusculares. <\/p>\n Pode-se fazer com que os f\u00f3tons produzam figuras de interfer\u00eancia e difra\u00e7\u00e3o, o que verifica sua natureza ondulat\u00f3ria. Por outro lado, no efeito fotoel\u00e9trico os f\u00f3tons extraem el\u00e9trons de um metal colidindo com eles. Neste caso, o modelo corpuscular da luz parece mais apropriado.<\/p>\n A coexist\u00eancia das propriedades ondulat\u00f3rias e corpusculares leva rapidamente a algumas conclus\u00f5es surpreendentes sobre a natureza. Consideremos um exemplo familiar. Suponha que um feixe de luz polarizada incide sobre uma pe\u00e7a de material polarizante.<\/p>\n A teoria eletromagn\u00e9tica ordin\u00e1ria prediz que se o plano de polariza\u00e7\u00e3o da luz \u00e9 paralelo ao do material, transmite-se toda a luz. Pelo contr\u00e1rio, se s\u00e3o perpendiculares, n\u00e3o se transmite luz alguma. Para \u00e2ngulos intermedi\u00e1rios se transmite alguma quantidade de luz; por exemplo, a 45\u00ba a luz transmitida tem exatamente a metade da intensidade do feixe original. Isto tem sido confirmado experimentalmente.<\/p>\n A crise de previsibilidade. (a) Classicamente, a luz de onda polarizada atravessar\u00e1 o polarizador com uma intensidade reduzida cos2q emergindo polarizada na dire\u00e7\u00e3o vertical. Visto como um fluxo de f\u00f3tons id\u00eanticos, este fen\u00f4meno pode somente se explicar supondo que alguns f\u00f3tons passam e outros ficam bloqueados, de modo imprevis\u00edvel, com probabilidades respectivamente cos2q, sen2q . (b) Note-se que a onda incidente poderia ser considerada como uma superposi\u00e7\u00e3o de ondas polarizadas verticalmente e horizontalmente.<\/p>\n Pois bem, se a intensidade da luz incidente se reduz de modo que somente um f\u00f3ton passa de cada vez atrav\u00e9s do polarizador, encontrar-nos-emos em uma situa\u00e7\u00e3o paradoxal. Posto que um f\u00f3ton n\u00e3o pode dividir-se em partes, qualquer um deles deve ou passar ou bem ser bloqueado. Num \u00e2ngulo de 45\u00ba, aproximadamente a metade dos f\u00f3tons devem ser transmitidos, embora a outra metade seja bloqueada. <\/p>\n Mas quais deles passam e quais n\u00e3o passam? Como se sup\u00f5e que todos os f\u00f3tons da mesma energia s\u00e3o id\u00eanticos e, portanto, indistingu\u00edveis, somos obrigados a concluir que a transmiss\u00e3o de f\u00f3tons \u00e9 um processo puramente aleat\u00f3rio. Ainda que qualquer f\u00f3ton tenha uma probabilidade de 50 % (1\/2) de passar, \u00e9 imposs\u00edvel predizer quais deles em particular o far\u00e3o. <\/p>\n Somente podem-se dar as probabilidades. Ao variar o \u00e2ngulo, a probabilidade pode mudar de 0 a 1. A conclus\u00e3o \u00e9 intrigante e inclusive desconcertante. Antes do descobrimento da f\u00edsica qu\u00e2ntica supunha-se que o mundo era completamente previs\u00edvel, ao menos em princ\u00edpio. Em particular, se se realizavam experimentos id\u00eanticos, esperavam-se resultados id\u00eanticos. <\/p>\n Mas, no caso dos f\u00f3tons e o polarizador, podia muito bem ocorrer que dois experimentos id\u00eanticos produzissem resultados diferentes, de modo que um f\u00f3ton passe atrav\u00e9s do polarizador enquanto que o outro fica bloqueado. <\/p>\n Evidentemente, o mundo n\u00e3o \u00e9, depois de tudo isso, completamente previs\u00edvel. Geralmente, at\u00e9 que n\u00e3o se termina uma observa\u00e7\u00e3o n\u00e3o se pode saber qual ser\u00e1 o destino de um f\u00f3ton dado.<\/p>\n Estas id\u00e9ias implicam na exist\u00eancia de um elemento de incerteza no micromundo dos f\u00f3tons, el\u00e9trons, \u00e1tomos e outras part\u00edculas. Em 1927, Heisenberg quantificou esta incerteza em seu famoso princ\u00edpio de indetermina\u00e7\u00e3o (ou incerteza).<\/p>\n Uma forma de expressar o princ\u00edpio se refere \u00e0s tentativas de medir a posi\u00e7\u00e3o e o momento de um objeto qu\u00e2ntico simultaneamente. Especificamente, se, por exemplo, tratamos de localizar muito precisamente um el\u00e9tron, somos for\u00e7ados a renunciar a informa\u00e7\u00e3o sobre seu momento. Reciprocamente, podemos medir o momento do el\u00e9tron com muita precis\u00e3o, mas ent\u00e3o sua posi\u00e7\u00e3o fica indeterminada. <\/p>\n O simples ato de tentar fixar um el\u00e9tron espec\u00edfico introduz uma perturba\u00e7\u00e3o incontrol\u00e1vel e indeterminada em seu momento e vice-versa. Mais ainda, esta inelud\u00edvel restri\u00e7\u00e3o sobre nosso conhecimento da posi\u00e7\u00e3o e o momento de um el\u00e9tron n\u00e3o \u00e9 meramente conseq\u00fc\u00eancia de uma falta de destreza experimental; \u00e9 inerente \u00e0 natureza. Fica claro que o el\u00e9tron simplesmente n\u00e3o possui posi\u00e7\u00e3o e momento simultaneamente.<\/p>\n Segue-se ent\u00e3o que h\u00e1 no micromundo uma confus\u00e3o intr\u00ednseca que se manifesta sempre que tentamos medir duas quantidades observ\u00e1veis incompat\u00edveis, tais como a posi\u00e7\u00e3o e o momento. Entre outras coisas, esta confus\u00e3o derruba a id\u00e9ia intuitiva de um el\u00e9tron (ou f\u00f3ton, ou qualquer outra part\u00edcula) movendo-se segundo uma trajet\u00f3ria espacial bem diferenciada. <\/p>\n Para que uma part\u00edcula siga uma trajet\u00f3ria bem definida deve possuir em todo instante uma localiza\u00e7\u00e3o (ponto sobre a trajet\u00f3ria) e um momento (vetor tangente \u00e0 trajet\u00f3ria). Mas uma part\u00edcula qu\u00e2ntica n\u00e3o pode ter ambas as coisas ao mesmo tempo.<\/p>\n Ordinariamente, supomos que umas leis estritas de causa e efeito dirigem o proj\u00e9til at\u00e9 seu alvo ou o planeta em sua \u00f3rbita segundo uma trajet\u00f3ria geom\u00e9trica exatamente definida no espa\u00e7o. N\u00e3o duvidar\u00edamos que, quando o proj\u00e9til encontra o alvo, seu ponto de colis\u00e3o representa o ponto final de uma curva cont\u00ednua que come\u00e7ou no cano da escopeta. <\/p>\n Isto n\u00e3o \u00e9 assim para os el\u00e9trons. Podemos diferenciar um ponto de partida e um ponto de chegada, mas nem sempre podemos inferir que havia uma rota definida conectando-os.<\/p>\n Talvez onde esta confus\u00e3o se mostra mais claramente \u00e9 no famoso experimento da dupla fenda de Thomas Young.<\/p>\n No dito experimento um feixe de f\u00f3tons (el\u00e9trons) provenientes de uma pequena fonte, viaja at\u00e9 uma placa perfurada com duas estreitas aberturas. O feixe cria uma imagem dos buracos sobre uma segunda placa.<\/p>\n Ondas ou part\u00edculas? Neste experimento da dupla fenda os el\u00e9trons ou f\u00f3tons da fonte atravessam duas aberturas vizinhas no anteparo A e viajam at\u00e9 incidir no anteparo B, onde se registra seu ritmo de chegada. O padr\u00e3o de intensidade vari\u00e1vel que se observa indica um fen\u00f4meno de interfer\u00eancia ondulat\u00f3ria.<\/p>\n A imagem consiste em uma clara mostra de “franjas de interfer\u00eancia” brilhantes e escuras, produzidas ao encontrarem-se as ondas que passam por um buraco com as que passam pelo outro. <\/p>\n Nos lugares em que as ondas chegam em fase produz-se um refor\u00e7o, enquanto onde chegam defasadas produz-se um cancelamento. Assim, pois, a natureza ondulat\u00f3ria dos f\u00f3tons fica claramente demonstrada.<\/p>\n Mas pode se considerar que o feixe \u00e9 formado de part\u00edculas. Suponha-se que a intensidade do feixe se reduz tanto que somente um f\u00f3ton ou el\u00e9tron atravessa cada vez o aparelho. Naturalmente, cada um deles chega a um ponto definido sobre a imagem do anteparo, que pode ser registrada como uma pequena marca. <\/p>\n Outras part\u00edculas chegam a outros lugares, deixando suas pr\u00f3prias marcas. O efeito parece a princ\u00edpio aleat\u00f3rio. Mas come\u00e7a a surgir uma figura do tipo marcado. Cada part\u00edcula se dirige a uma lugar particular sobre a imagem no anteparo, n\u00e3o por algum imperativo, mas pela “lei das m\u00e9dias”. Quando um grande n\u00famero de part\u00edculas atravessou o sistema, cria-se uma figura organizada.<\/p>\n Esta \u00e9 a figura de interfer\u00eancia. Assim, pois, um dado f\u00f3ton ou um dado el\u00e9tron n\u00e3o produz uma figura; somente d\u00e1 lugar a uma simples marca. Entretanto, cada f\u00f3ton ou el\u00e9tron, ainda que em princ\u00edpio possa ir livremente a qualquer lugar, coopera de modo que a figura de interfer\u00eancia se construa de maneira probabil\u00edstica. <\/p>\n Pois bem, se uma das duas aberturas permanece fechada, o comportamento em m\u00e9dia dos el\u00e9trons ou f\u00f3tons muda dramaticamente; de fato, a figura de interfer\u00eancia desaparece. N\u00e3o pode ser tampouco reconstru\u00edda mediante a superposi\u00e7\u00e3o das duas figuras obtidas registrando as imagens provenientes de cada uma das duas fendas sozinhas. A interfer\u00eancia se manifesta somente quando as duas fendas est\u00e3o abertas simultaneamente. <\/p>\n Portanto, cada f\u00f3ton ou el\u00e9tron deve de algum modo dar-se conta individualmente de se ambas fendas, ou s\u00f3 uma delas, est\u00e3o abertas. Mas como podem fazer se s\u00e3o part\u00edculas indivis\u00edveis? Parece evidente que cada part\u00edcula possa passar somente atrav\u00e9s de uma fenda. E, entretanto, a part\u00edcula “conhece” de alguma maneira o estado da outra fenda. Como?<\/p>\n Um modo de responder a esta pergunta \u00e9 recordando que as part\u00edculas qu\u00e2nticas n\u00e3o tem trajet\u00f3rias espaciais bem definidas. As vezes \u00e9 conveniente imaginar que cada part\u00edcula possui de certa maneira uma infinidade de trajet\u00f3rias diferentes, cada uma das quais contribui ao seu comportamento. Estas trajet\u00f3rias ou caminhos passam atrav\u00e9s de ambas fendas e levam informa\u00e7\u00e3o sobre cada uma delas. Assim \u00e9 como a part\u00edcula se mant\u00e9m informada do que se sucede em uma regi\u00e3o extensa do espa\u00e7o. A confus\u00e3o em sua atividade a capacita a “perceber” muitos caminhos diferentes.<\/p>\n Suponha-se que um f\u00edsico incr\u00e9dulo colocara detectores diante das duas fendas para saber antecipadamente para qual delas se dirigir\u00e1 um el\u00e9tron em particular. N\u00e3o poderia o f\u00edsico ent\u00e3o fechar num golpe a outra fenda sem que o el\u00e9tron se “inteire”, deixando assim inalterado seu movimento? Se analisarmos a situa\u00e7\u00e3o, levando em conta o princ\u00edpio da incerteza de Heisenberg, podemos ver que a natureza acaba vencendo o astuto f\u00edsico. <\/p>\n Se a posi\u00e7\u00e3o do el\u00e9tron se mede com a precis\u00e3o suficiente para poder distinguir de qual fenda se aproxima, perturba-se tanto seu movimento que a figura de interfer\u00eancia aparentemente desaparece! O simples ato de investigar aonde vai o el\u00e9tron assegura o fracasso da coopera\u00e7\u00e3o entre as duas fendas. Somente se decidirmos n\u00e3o marcar o caminho do el\u00e9tron \u00e9 quando ela mostrar\u00e1 seu “conhecimento” dos dois caminhos.<\/p>\n John Wheeler assinalou uma intrigante conseq\u00fc\u00eancia da dicotomia que acabou de se mencionar. A decis\u00e3o de realizar o experimento para determinar a trajet\u00f3ria do el\u00e9tron ou renunciar a esta informa\u00e7\u00e3o e, em lugar dela, experimentar com figuras de interfer\u00eancia pode demorar at\u00e9 depois de que qualquer el\u00e9tron dado tenha atravessado o aparelho! <\/p>\n Neste, assim chamado, experimento de “escolha retardada” (“delayed-choce”) parece como se o que o experimentador decide agora pudesse influir em algum sentido sobre como as part\u00edculas qu\u00e2nticas haviam se comportado no passado, ainda deve-se assinalar que a imprevisibilidade inerente a todos os processos qu\u00e2nticos pro\u00edbe que este dispositivo seja usado para enviar sinais para tr\u00e1s no tempo ou para “alterar” de alguma maneira o passado.<\/p>\n Um dispositivo idealizado projetado para realizar um experimento do tipo de escolha-retardada (com f\u00f3tons, n\u00e3o com el\u00e9trons) aparece na Figura abaixo e forma a base de um experimento real feito recentemente por Carrol Alley e seus colegas na Universidade de Maryland.<\/p>\n Um raio laser incidente sobre um espelho semi-prateado A divide-se em dois feixes an\u00e1logos aos dois caminhos atrav\u00e9s das fendas no experimento de Young. Reflex\u00f5es ulteriores nos espelhos M redirigem os feixes de modo que se cruzam e entram nos detectores 1 e 2, respectivamente. Neste dispositivo uma detec\u00e7\u00e3o de um f\u00f3ton dado, seja por 1 ou por 2, basta para determinar qual dos caminhos alternativos ter\u00e1 o f\u00f3ton tomado.<\/p>\n Diagrama esquem\u00e1tico que mostra o desenho de uma vers\u00e3o pr\u00e1tica do experimento de escolha retardada de Wheeler.<\/p>\n Se agora se introduz um segundo espelho semi-prateado no ponto de cruzamento acima, os dois raios se recombinam, parte em dire\u00e7\u00e3o a 1 e parte em dire\u00e7\u00e3o a 2. Isto causar\u00e1 interfer\u00eancias, e as intensidades dos raios que v\u00e3o a 1 e 2 depender\u00e3o das fases relativas dos dois raios no ponto de recombina\u00e7\u00e3o. <\/p>\n Estas fases podem alternar-se ajustando o comprimento dos caminhos, alterando assim essencialmente o padr\u00e3o de interfer\u00eancia. Em particular \u00e9 poss\u00edvel dispor as fases de modo que mediante interfer\u00eancia destrutiva n\u00e3o chegue intensidade a 1, indo toda ela a 2. Deste modo o sistema \u00e9 an\u00e1logo ao original experimento de Young, no qual n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel especificar qual dos dois caminhos o f\u00f3ton tomou. (Em linguagem coloquial, dir\u00edamos que o f\u00f3ton segue ambos os caminhos)<\/p>\n Agora o ponto crucial \u00e9 que a decis\u00e3o de atravessar ou n\u00e3o o segundo espelho B pode demorar-se at\u00e9 que um dado f\u00f3ton quase tenha chegado ao ponto de cruzamento. Em outras palavras, se o f\u00f3ton atravessou o sistema por um caminho ou por “ambos” vem determinado somente depois da travessia ter tomado lugar.<\/p>\n O fato de que os el\u00e9trons, f\u00f3tons e outros objetos qu\u00e2nticos se comportem algumas vezes como part\u00edculas e outras vezes como ondas sugere a pergunta de que s\u00e3o “realmente”. A postura convencional no que diz respeito a quest\u00f5es desta \u00edndole sai de repente dos trabalhos de Bohr, quem acreditou haver descoberto uma interpreta\u00e7\u00e3o consistente da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Esta se conhece como a interpreta\u00e7\u00e3o de Copenhagem, assim chamada pelo instituto de Bohr na Dinamarca, que ele fundou na d\u00e9cada de 1920.<\/p>\n Segundo Bohr, n\u00e3o tem sentido perguntar o que \u00e9 “realmente” um el\u00e9tron. Ou ao menos, se se coloca a quest\u00e3o, a f\u00edsica n\u00e3o pode dar uma resposta. A f\u00edsica, declarou, n\u00e3o nos diz nada acerca do que \u00e9, mas do que podemos comunicarmos sobre o mundo. <\/p>\n De concreto, se um f\u00edsico termina um experimento sobre um sistema qu\u00e2ntico, supondo-se que d\u00e1 uma especifica\u00e7\u00e3o completa do dispositivo experimental, a f\u00edsica pode ent\u00e3o fazer uma predi\u00e7\u00e3o judiciosa sobre o que o f\u00edsico poderia observar e conseq\u00fcentemente comunicar a seus colegas em uma linguagem compreens\u00edvel.<\/p>\n No experimento de Young, por exemplo, temos uma escolha clara. Ou deixamos tranq\u00fcilos os el\u00e9trons e f\u00f3tons, e observamos sua figura de interfer\u00eancia, ou podemos dar uma olhadela r\u00e1pida nas trajet\u00f3rias das part\u00edculas e apagar a dita figura. As duas situa\u00e7\u00f5es n\u00e3o s\u00e3o contradit\u00f3rias, mas complementares.<\/p>\n De modo similar, existe uma complementaridade posi\u00e7\u00e3o-momento. Podemos escolher medir a posi\u00e7\u00e3o de uma part\u00edcula em cujo caso seu momento \u00e9 incerto, ou podemos medir o momento e abandonar o conhecimento de sua posi\u00e7\u00e3o. Cada uma das qualidades – posi\u00e7\u00e3o e momento – constitui um aspecto complementar do objeto qu\u00e2ntico.<\/p>\n Bohr elevou essas id\u00e9ias a princ\u00edpio: o de complementaridade. Na dualidade onda-part\u00edcula, por exemplo, as propriedades ondulat\u00f3rias e corpuscular de um objeto qu\u00e2ntico constituem aspectos complementares de seu comportamento. Ele argumentou que n\u00e3o dever\u00edamos encontrar nunca experimentos em que estes dois comportamentos diferentes entram em conflito entre si.<\/p>\n Uma profunda conseq\u00fc\u00eancia das id\u00e9ias de Bohr \u00e9 que se altera o tradicional conceito ocidental da rela\u00e7\u00e3o entre macro e micro, o todo e suas partes. Bohr assegurou que para que tenha sentido falar do que um el\u00e9tron est\u00e1 fazendo, antes deve se especificar o contexto experimental total; dizer o que se vai medir, como est\u00e1 disposto o aparelho, etc. <\/p>\n Assim, pois, a realidade qu\u00e2ntica do micromundo est\u00e1 inextrincavelmente ligada com a organiza\u00e7\u00e3o do macromundo. Em outras palavras, a parte n\u00e3o tem sentido exceto em rela\u00e7\u00e3o com o todo. <\/p>\n Este car\u00e1cter hol\u00edstico da f\u00edsica qu\u00e2ntica tem encontrado uma favor\u00e1vel acolhida entre os seguidores do misticismo oriental, a filosofia encarnada em religi\u00f5es orientais tais como o Hinduismo, Budismo e Tao\u00edsmo. <\/p>\n Realmente, nos primeiros momentos da teoria qu\u00e2ntica muitos f\u00edsicos, incluindo Schr\u00f6dinger, apressaram-se a tra\u00e7ar paralelismos entre o conceito qu\u00e2ntico do todo e da parte e o conceito oriental tradicional da unidade harm\u00f4nica da natureza.<\/p>\n Um conceito central na filosofia de Bohr \u00e9 a afirma\u00e7\u00e3o de que incerteza e confus\u00e3o s\u00e3o intr\u00ednsecas ao mundo qu\u00e2ntico e n\u00e3o meramente o resultado de nossa percep\u00e7\u00e3o incompleta do mesmo. Isto \u00e9 um assunto muito sutil. <\/p>\n Conhecemos muitos sistemas que s\u00e3o imprevis\u00edveis: as vicissitudes do tempo, a bolsa e a roleta, por exemplo, nos s\u00e3o familiares. Entretanto, tais sistemas n\u00e3o nos for\u00e7am a realizar uma reconsidera\u00e7\u00e3o radical nas leis da f\u00edsica. A raz\u00e3o \u00e9 que a imprevisibilidade da maioria das coisas cotidiana pode ser esclarecida por n\u00e3o termos informa\u00e7\u00e3o suficiente para calcular seu comportamento a um n\u00edvel de detalhe necess\u00e1rio para uma predi\u00e7\u00e3o exata. <\/p>\n No caso da roleta, por exemplo, recorremos a uma descri\u00e7\u00e3o estat\u00edstica. Assim mesmo na termodin\u00e2mica cl\u00e1ssica se pode descrever adequadamente o comportamento coletivo de mir\u00edades de mol\u00e9culas em m\u00e9dia usando mec\u00e2nica estat\u00edstica. <\/p>\n Entretanto, as flutua\u00e7\u00f5es em torno aos valores m\u00e9dios calculados n\u00e3o s\u00e3o nesse caso intrinsecamente indeterminadas porque, em princ\u00edpio, poderia dar-se uma descri\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica completa de cada uma das mol\u00e9culas em jogo (ignorando neste exemplo os efeitos qu\u00e2nticos!).<\/p>\n Quando se descarta a informa\u00e7\u00e3o concernente a algumas vari\u00e1veis din\u00e2micas, introduz-se um elemento de vacuidade e incerteza em nossa descri\u00e7\u00e3o do sistema. Entretanto, sabemos que esta confus\u00e3o \u00e9 realmente o resultado da atividade de todas essas vari\u00e1veis que temos escolhido ignorar. Poder\u00edamos cham\u00e1-las “vari\u00e1veis ocultas”. <\/p>\n Est\u00e3o sempre al\u00ed, mas nossas observa\u00e7\u00f5es podem ser demasiadas cruas para faz\u00ea-las aparecer. Assim, por exemplo, a medida da press\u00e3o de um g\u00e1s n\u00e3o \u00e9 suficientemente fina para revelar os movimentos individuais das mol\u00e9culas.<\/p>\n Por que n\u00e3o podemos atribuir a indetermina\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica a um n\u00edvel mais profundo de vari\u00e1veis ocultas? Uma teoria assim nos capacitaria para descrever a extravag\u00e2ncia ca\u00f3tica e aparentemente indeterminada das part\u00edculas qu\u00e2nticas como conduzida por um substrato de for\u00e7as completamente deterministicas. <\/p>\n O fato de que parece sermos incapazes de determinar a posi\u00e7\u00e3o e o momento de um el\u00e9tron simultaneamente poderia ent\u00e3o se atribuir a crua natureza de nosso aparelho, que \u00e9 tamb\u00e9m incapaz de sondar o n\u00edvel mais fino deste substrato.<\/p>\n Einstein estava convencido de que devia ocorrer algo assim; que no final um mundo cl\u00e1ssico de causa e efeito familiares reside debaixo da casa de loucos do quantum. Esfor\u00e7ou-se em construir experimentos mentais para verificar a id\u00e9ia. O mais refinado destes o apresentou em um artigo famoso hoje em dia, escrito em 1935 em colabora\u00e7\u00e3o com Boris Padolsky e Nathan Rosen.<\/p>\n O prop\u00f3sito deste experimento ideal era expor as profundas peculiaridades da descri\u00e7\u00e3o de um sistema qu\u00e2ntico estendido sobre uma regi\u00e3o grande do espa\u00e7o. O experimento nos convida a fazer trapa\u00e7as ao princ\u00edpio da incerteza de Heisenberg, olhando de relance a posi\u00e7\u00e3o e o movimento de uma part\u00edcula simultaneamente. <\/p>\n A estrat\u00e9gia empregada \u00e9 usar uma part\u00edcula c\u00famplice para realizar uma medida “com poderes” sobre a part\u00edcula de interesse. Suponha-se que uma part\u00edcula estacion\u00e1ria fragmenta-se em dois peda\u00e7os A e B (veja a Fig. 05). <\/p>\n O princ\u00edpio da incerteza de Heisenberg aparentemente nos pro\u00edbe conhecer de maneira simult\u00e2nea a posi\u00e7\u00e3o e o momento, seja de A ou de B. Entretanto, devido a lei da a\u00e7\u00e3o e rea\u00e7\u00e3o (conserva\u00e7\u00e3o do momento), pode-se usar uma medida do momento de B para deduzir o momento de A. <\/p>\n De maneira semelhante, por simetria, A ter\u00e1 percorrido uma dist\u00e2ncia igual \u00e0 de B desde o ponto de explos\u00e3o, assim que uma medida da posi\u00e7\u00e3o de B revela a posi\u00e7\u00e3o de A.<\/p>\n Um observador em B \u00e9 livre, a seu capricho, de observar ou bem o momento ou bem a posi\u00e7\u00e3o de B. Como resultado, conhecer\u00e1 ou bem o momento ou bem a posi\u00e7\u00e3o de A, segundo a sua escolha. Em conseq\u00fc\u00eancia, uma observa\u00e7\u00e3o subsequente de ora o momento , ora a posi\u00e7\u00e3o de A ter\u00e1 agora um resultado previs\u00edvel.<\/p>\n Einstein argumentava: “Se, sem perturbar de modo algum um sistema, podemos predizer com certeza….. o valor de uma quantidade f\u00edsica, ent\u00e3o existe um elemento de realidade f\u00edsica correspondente a esta quantidade f\u00edsica”. <\/p>\n Ele, portanto, conclu\u00eda que na situa\u00e7\u00e3o descrita a part\u00edcula A deve possuir um movimento real ou uma posi\u00e7\u00e3o real, segundo a escolha do observador em B.<\/p>\n Pois bem, o ponto crucial \u00e9 o seguinte: Se A e B tiverem separados por um grande trecho, ent\u00e3o se \u00e9 levado a supor que uma medida realizada sobre B pode afetar a A. Ao menos, um pouco, A n\u00e3o pode ser afetada diretamente de modo instant\u00e2neo, porque segundo a teoria da relatividade especial nenhum sinal ou influ\u00eancia f\u00edsica pode viajar mais rapidamente que a luz; assim que A n\u00e3o pode “saber” que se tem realizado uma medida sobre B ao menos at\u00e9 o instante em que a luz pudesse chegar a A. Em princ\u00edpio isto poderia demorar bilh\u00f5es de anos!!<\/p>\n Bohr refutou o racioc\u00ednio de Einstein, reiterando sua filosofia de Copenhagem, de que as propriedades microsc\u00f3picas de uma part\u00edcula qu\u00e2ntica devem ser consideradas dentro do contexto macrosc\u00f3pico total. <\/p>\n Neste caso uma distante mas correlacionada part\u00edcula c\u00famplice, sujeita a medidas forma uma parte insepar\u00e1vel do sistema qu\u00e2ntico. Ainda que nenhum sinal ou influ\u00eancia direta pode viajar entre A e B, isso n\u00e3o significa, segundo Bohr, que podem se ignorar as medidas realizadas sobre B ao discutir as circunst\u00e2ncias de A. <\/p>\n Assim pois, ainda que nenhuma for\u00e7a f\u00edsica real se transmita entre A e B, ambas parecem COOPERAR em seu comportamento numa esp\u00e9cie de conspira\u00e7\u00e3o.<\/p>\n Dois fragmentos da mesma massa que se emitem de um centro comum (suposto em repouso) tem momentos de igual magnitude e dire\u00e7\u00f5es opostas e est\u00e3o sempre eq\u00fcidistantes do dito centro. Da\u00ed que uma medida da posi\u00e7\u00e3o ou momento de A revela, respectivamente, a posi\u00e7\u00e3o ou o momento de B.<\/p>\n Einstein encontrou dificuldade em engolir esta id\u00e9ia de duas part\u00edculas amplamente separadas, que conspiram para dar resultados coordenados de medidas independentes realizadas sobre cada uma delas, ridicularizando-a como “a\u00e7\u00e3o dist\u00e2ncia fantasma”. <\/p>\n Ele desejava que sua realidade objetiva se localizar\u00e1 em cada part\u00edcula, e foi esta localidade que levaria suas id\u00e9ias a entrar em conflito com a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. O que se necessitava era uma prova experimental pr\u00e1tica que pudesse descriminar entre as id\u00e9ias de Bohr e Einstein, mostrando a coopera\u00e7\u00e3o, ou a\u00e7\u00e3o \u00e0 dist\u00e2ncia fantasma, em a\u00e7\u00e3o. Mas um tal desenvolvimento teve que esperar meio-s\u00e9culo.<\/p>\n Em 1965 John Bell estudou o problema dos sistemas qu\u00e2nticos e foi capaz de provar um poderoso teorema matem\u00e1tico que resultou em import\u00e2ncia crucial para o desenvolvimento de um teste experimental pr\u00e1tico. <\/p>\n A teoria \u00e9 essencialmente independente da natureza das part\u00edculas e dos detalhes das for\u00e7as que atuam sobre elas e se concentra sobre as regras da l\u00f3gica que governam todos os processos de medidas. <\/p>\n Daremos um exemplo simples destas \u00faltimas: um censo da popula\u00e7\u00e3o brit\u00e2nica n\u00e3o pode de modo algum descobrir que o n\u00famero de pessoas negras \u00e9 maior que o n\u00famero de homens negros mais o n\u00famero de mulheres de todas as ra\u00e7as.<\/p>\n Bell investigou as correla\u00e7\u00f5es que pudessem existir entre os resultados de medidas realizadas simultaneamente sobre duas part\u00edculas separadas. Estas medidas podiam ser de posi\u00e7\u00f5es, momentos, spin, polariza\u00e7\u00f5es e outras vari\u00e1veis din\u00e2micas das part\u00edculas. <\/p>\n Muitos pesquisadores tem adotado a polariza\u00e7\u00e3o como um meio conveniente de estudar as correla\u00e7\u00f5es EPR. Suponha-se que uma part\u00edcula com momento angular nulo se desintegre em dois f\u00f3tons A e B. Devido \u00e0s leis de conserva\u00e7\u00e3o, um f\u00f3ton deve ter a mesma polariza\u00e7\u00e3o que o outro. <\/p>\n Isto pode-se confirmar colocando instrumentos de medida perpendiculares aos caminhos das part\u00edculas e medindo a polariza\u00e7\u00e3o em alguma dire\u00e7\u00e3o comum, digamos “para cima”. Acha-se certamente que quando a part\u00edcula A passa atrav\u00e9s do polarizador, a B tamb\u00e9m passa. Encontra-se 100% de correla\u00e7\u00e3o. <\/p>\n E vice-versa, se os polarizadores se colocam perpendiculares entre si, cada vez que passa em A fica bloqueado em B. Neste caso h\u00e1 100% de anticorrela\u00e7\u00e3o. N\u00e3o h\u00e1 nada misterioso nisto; seria certo tamb\u00e9m na mec\u00e2nica cl\u00e1ssica ordin\u00e1ria.<\/p>\n O teste crucial surge quando os aparelhos de medida da polariza\u00e7\u00e3o se orientam obliquamente entre si,. Nesse caso esperar\u00edamos algum resultado intermedi\u00e1rio entre correla\u00e7\u00e3o completa e anticorrela\u00e7\u00e3o completa, dependendo dos \u00e2ngulos escolhidos. <\/p>\n Estes podem ser diversos paralela e perpendicularmente \u00e0 linha de v\u00f4o das part\u00edculas e poderiam ser variados aleat\u00f3riamente de uma medida \u00e0 seguinte.<\/p>\n Bell planejou descobrir at\u00e9 que limites te\u00f3ricos podem estar correlacionados os resultados de tais medidas. Suponha-se, por exemplo, que Einstein estivesse basicamente certo e que o comportamento qu\u00e2ntico \u00e9 realmente o produto de um substrato de for\u00e7as cl\u00e1ssicas ca\u00f3ticas. Suponha-se tamb\u00e9m que a propaga\u00e7\u00e3o dos sinais a velocidades superiores \u00e0 da luz est\u00e1 proibida de acordo com as regras da teoria da relatividade.<\/p>\n O teorema de Bell aplicado a dois f\u00f3tons em dire\u00e7\u00f5es opostas, provenientes de uma fonte comum, prediz um limite para o grau de correla\u00e7\u00e3o permitido nos resultados das medidas de polariza\u00e7\u00e3o realizadas separadamente em cada um deles.<\/p>\n Formulada com propriedade, a primeira suposi\u00e7\u00e3o \u00e9 o que usualmente se entende por realidade, porque afirma que os objetos qu\u00e2nticos possuem realmente todos os atributos din\u00e2micos num sentido bem definido em todo momento. <\/p>\n A segunda suposi\u00e7\u00e3o \u00e9 denominada “localidade” ou \u00e0s vezes “separabilidade” porque pro\u00edbe que os objetos exer\u00e7am entre si influ\u00eancias f\u00edsicas de modo instant\u00e2neo quando se encontram separados no espa\u00e7o.<\/p>\n Aceitando a dupla suposi\u00e7\u00e3o de “realidade local” e supondo ademais que as regras convencionais da l\u00f3gica n\u00e3o se v\u00e3o a pique contra as rochas da incerteza qu\u00e2ntica, Bell foi capaz de estabelecer um limite estrito acerca do n\u00edvel de correla\u00e7\u00e3o poss\u00edvel para os resultados de medidas simult\u00e2neas sobre as part\u00edculas. O “x” da quest\u00e3o \u00e9 o seguinte. <\/p>\n A mec\u00e2nica qu\u00e2ntica de Bohr prediz que sob certas circunst\u00e2ncias, o grau de coopera\u00e7\u00e3o deveria ultrapassar o limite de Bell. Isto \u00e9, a vis\u00e3o convencional da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica requer um grau de coopera\u00e7\u00e3o (ou conspira\u00e7\u00e3o) entre sistemas separados que excede o permitido logicamente em qualquer teoria “localmente real”. <\/p>\n Em conseq\u00fc\u00eancia, o teorema de Bell abre o caminho para um teste direto dos fundamentos da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, assim como para uma discrimina\u00e7\u00e3o entre a id\u00e9ia de Einstein de um mundo localmente real e a concep\u00e7\u00e3o de Bohr de um mundo algo fantasmag\u00f3rico, repleto de conspira\u00e7\u00e3o subat\u00f4mica.<\/p>\n Tem-se levado a cabo v\u00e1rios experimentos para verificar a desigualdade de Bell. O de maior \u00eaxito entre eles foi comunicado por A. Aspect, J. Dalibard e G. Roger em Physical Review Letters (vol. 39, pg. 1804) em dezembro de 1982.<\/p>\n O experimento consistia em medidas de polariza\u00e7\u00e3o realizadas sobre pares de f\u00f3tons que se movem em dire\u00e7\u00f5es opostas e que tem sido emitidos em transi\u00e7\u00f5es simples por \u00e1tomos de c\u00e1lcio. O dispositivo experimental \u00e9 mostrado na Fig. 07.<\/p>\n No diagrama, a fonte S usava um feixe de \u00e1tomos de c\u00e1lcio excitados por um par de laser (isto \u00e9, excita\u00e7\u00e3o de dois f\u00f3tons) a um estado (estado S) que podia somente desexcitar-se mediante uma “cascata” de dois f\u00f3tons. Ao redor de 6 metros de cada lado da fonte colocou-se um comutador \u00f3ptico-ac\u00fastico. O princ\u00edpio empregado foi explorar o fato de que o \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o da \u00e1gua varia ligeiramente com a compress\u00e3o.<\/p>\n No comutador se estabeleceu um onda ultra-s\u00f4nica estacion\u00e1ria ao redor de 25 MHz usando transdutores dirigidos em sentidos opostos. Fazendo com que os f\u00f3tons incidissem sobre o comutador com um \u00e2ngulo pr\u00f3ximo do \u00e2ngulo cr\u00edtico de reflex\u00e3o total, era poss\u00edvel trocar as condi\u00e7\u00f5es de transmiss\u00e3o ou de reflex\u00e3o em cada semiciclo da onda sonora, quer dizer, a 50 MHz.<\/p>\n Os f\u00f3tons, ao imergirem segundo a linha da trajet\u00f3ria incidente (atrav\u00e9s da transmiss\u00e3o) ou desviados (por reflex\u00e3o) se encontravam com polarizadores, os quais os transmitiriam ou bloqueariam com certas probabilidades definidas. <\/p>\n Estes polarizadores estavam orientados segundo \u00e2ngulos diferentes relativos \u00e0 polariza\u00e7\u00e3o dos f\u00f3tons. O destino dos f\u00f3tons se monitorava colocando detectores fotomultiplicadores por detr\u00e1s dos ditos polarizadores. A montagem era id\u00eantica em ambos lados da fonte.<\/p>\n O experimento se realizou monitorando eletronicamente o destino de cada par de f\u00f3tons e determinando o n\u00edvel de correla\u00e7\u00e3o.<\/p>\n A \u00fanica e essencial caracter\u00edstica deste experimento \u00e9 a capacidade de trocar aleat\u00f3riamente, embora os f\u00f3tons estejam na metade de seus v\u00f4os, o caminho subsequente dos f\u00f3tons, isto \u00e9, a qual polarizador ser\u00e3o dirigidos. <\/p>\n Isto \u00e9 equivalente a reordenar os polarizadores de cada lado da fonte t\u00e3o rapidamente que nenhum sinal pudesse ter tempo suficiente para passar de um ao outro, inclusive \u00e0 velocidade da luz.<\/p>\n Montagem experimental de Aspect. Pares de f\u00f3tons viajam v\u00e1rios metros da fonte S at\u00e9 os comutadores \u00f3ptico-ac\u00fastico. A rota do f\u00f3ton depois do comutador determina qual dos polarizadores diferentemente orientados encontrar\u00e1 o mesmo. <\/p>\n Os f\u00f3tons s\u00e3o detectados usando fotomultiplicadores (PM) e as coincid\u00eancias entre os diferentes canais s\u00e3o registrados eletronicamente. A fotografia mostra o dispositivo experimental real. (Cortesia de A. Aspect)<\/p>\n Cada comuta\u00e7\u00e3o dura ao redor de 10 ns (nanosegundos), o que se compara com a vida m\u00e9dia da emiss\u00e3o dos f\u00f3tons (5 ns) e o tempo de viagem destes (40 ns).<\/p>\n Na pr\u00e1tica, a comuta\u00e7\u00e3o n\u00e3o era estritamente aleat\u00f3ria. As ondas estacion\u00e1rias geravam-se independentemente a freq\u00fc\u00eancias diferentes. A diferen\u00e7a entre este tipo de comuta\u00e7\u00e3o e outro verdadeiramente aleat\u00f3rio \u00e9 irrelevante, exceto no caso das teorias de vari\u00e1veis ocultas com “conspira\u00e7\u00e3o” extremamente irmanada.<\/p>\n Os autores informam que esta sess\u00e3o t\u00edpica durava 12.000 s, divididos igualmente entre a disposi\u00e7\u00e3o descrita mais acima, outra em que se retiraram os polarizadores e uma terceira em que se tirava um polarizador de cada lado. Isto permitiu corrigir os erros sistem\u00e1ticos nos resultados.<\/p>\n O resultado do teste mencionado acima \u00e9 muito mais que um simples esclarecimento de um assunto t\u00e9cnico entre duas teorias rivais do micromundo. O debate concerne a nossa concep\u00e7\u00e3o do universo e da natureza da realidade.<\/p>\n Antes dos dias da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, a maioria dos cientistas ocidentais supunham que o mundo ao nosso redor goza de uma exist\u00eancia independente. Isto \u00e9, consiste em objetos como mesas, cadeiras, estrelas, \u00e1tomos, que est\u00e3o simplesmente “por a\u00ed afora “, ainda que os observemos ou n\u00e3o. <\/p>\n Segundo esta filosofia, o universo \u00e9 uma cole\u00e7\u00e3o de tais objetos existentes independentemente, que juntos formam a totalidade das coisas. <\/p>\n Naturalmente, tem-se que admitir que uma observa\u00e7\u00e3o que chegamos de um objeto leva consigo alguma intera\u00e7\u00e3o com ele, o que implica que sofrer\u00e1 inevitavelmente alguma perturba\u00e7\u00e3o. Entretanto, esta \u00e9 considerada como uma perturba\u00e7\u00e3o incidental sobre algo que j\u00e1 possui uma exist\u00eancia concreta e bem definida. <\/p>\n Certamente, em princ\u00edpio, a perturba\u00e7\u00e3o necess\u00e1ria para medir algo poderia se fazer arbitrariamente pequena e, em qualquer caso, poderia ser calculada com todo detalhe, de modo que depois da medida poder\u00edamos deduzir exatamente o que havia ocorrido ao objeto observado. <\/p>\n Se este fora o caso de verdade, n\u00e3o vacilar\u00edamos em dizer que o objeto tinha realmente um conjunto completo de atributos din\u00e2micos como posi\u00e7\u00e3o, momento, spin e energia antes e depois da observa\u00e7\u00e3o do mesmo. Os \u00e1tomos e os el\u00e9trons seriam ent\u00e3o simplesmente “coisas pequenas”, diferindo das “coisas grandes”, tais como bolas de bilhar, somente em mat\u00e9ria de escala. Salvo isso, n\u00e3o h\u00e1 diferen\u00e7as qualitativas em sua categoria dentro do real.<\/p>\n Esta descri\u00e7\u00e3o do mundo \u00e9 atraente porque \u00e9 a que se d\u00e1 melhor com o nosso sentido comum de entender a natureza. Einstein a chamava de “realidade objetiva” porque o status dentro da realidade dos objetos externos n\u00e3o depende das observa\u00e7\u00f5es conscientes de um indiv\u00edduo. <\/p>\n (Em contraste com os objetos em nossos sonhos, que s\u00e3o partes da realidade subjetiva). Mas \u00e9 precisamente esta vis\u00e3o de sentido comum da realidade que Bohr desafiou com a filosofia que acompanha \u00e0 interpreta\u00e7\u00e3o de Copenhagem.<\/p>\n A posi\u00e7\u00e3o de Bohr, como j\u00e1 se tem dito, \u00e9 que n\u00e3o tem sentido descrever um conjunto completo de atributos de algum objeto qu\u00e2ntico antes de ter realizado sobre ele um ato de medida. Assim, por exemplo, em um experimento de polariza\u00e7\u00e3o de f\u00f3tons n\u00e3o podemos simplesmente dizer qual polariza\u00e7\u00e3o tem um f\u00f3ton antes que tenhamos feito uma medida. Mas depois da medida podemos certamente atribuir um estado de polariza\u00e7\u00e3o definida ao f\u00f3ton. <\/p>\n Similarmente, se nos enfrentarmos com a escolha de medir a posi\u00e7\u00e3o ou o momento de uma part\u00edcula, n\u00e3o podemos dizer que a part\u00edcula possui valores espec\u00edficos destas quantidades antes da medida. Se decidirmos medir a posi\u00e7\u00e3o, acabamos com uma part\u00edcula em um lugar. <\/p>\n Se, em lugar dela, escolhermos medir o momento, obteremos uma part\u00edcula com um movimento. No primeiro caso, depois de acabar a medida, a part\u00edcula simplesmente n\u00e3o tem um momento; no \u00faltimo caso n\u00e3o tem uma localiza\u00e7\u00e3o.<\/p>\n Estas id\u00e9ias podem ser ilustradas com a ajuda de um exemplo simples. Considere uma caixa em que se introduz um \u00fanico el\u00e9tron. Na aus\u00eancia de observa\u00e7\u00f5es, o el\u00e9tron tem a mesma probabilidade de estar em qualquer parte da caixa. <\/p>\n A onda mec\u00e2nico qu\u00e2ntica que corresponde ao el\u00e9tron, portanto, estende-se uniformemente por toda a caixa. Suponha-se agora que um anteparo impenetr\u00e1vel \u00e9 introduzido na metade da caixa, dividindo-a em duas c\u00e2maras. <\/p>\n Obviamente, o el\u00e9tron pode somente estar ou na uma c\u00e2mara ou na outra. Entretanto, at\u00e9 olharmos e vermos em qual, a onda seguir\u00e1 estando em ambas as c\u00e2maras. Ap\u00f3s a observa\u00e7\u00e3o, o el\u00e9tron se revelar\u00e1 em uma c\u00e2mara particular. Nesse mesmo instante (segundo as regras da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica) a onda desaparece<\/p>\n Colapso da onda qu\u00e2ntica. (a) Quando uma part\u00edcula qu\u00e2ntica \u00fanica \u00e9 confinada numa caixa sua onda associada se esparrama uniformemente em todo seu interior. (b) Insere-se um anteparo que divide a caixa em dois compartimentos isolados. (c) <\/p>\n Uma observa\u00e7\u00e3o revela que a part\u00edcula est\u00e1 no compartimento da direita. Bruscamente, a onda no outro compartimento, que representa a probabilidade de que a part\u00edcula esteja ali, desaparece.<\/p>\n bruscamente da c\u00e2mara vazia, inclusive se a c\u00e2mara permaneceu fechada durante o processo!!! \u00c9 como se, antes da observa\u00e7\u00e3o, houvessem dois nebulosos el\u00e9trons “fantasmas” que habitam cada uma das c\u00e2maras e esperam uma observa\u00e7\u00e3o que converta um deles em um el\u00e9tron “real” e que, simultaneamente, causa o completo desaparecimento do outro.<\/p>\n Este exemplo tamb\u00e9m ilustra claramente a n\u00e3o-localidade da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Suponha-se que se separam as duas c\u00e2maras, A e B, e se levam a uma certa dist\u00e2ncia uma da outra (digamos um ano-luz); ent\u00e3o A \u00e9 inspecionada por um observador que encontra a part\u00edcula. Instantaneamente, a onda qu\u00e2ntica em B desaparece, inclusive ainda quando est\u00e1 a um ano-luz de dist\u00e2ncia. (Deve repetir-se, entretanto, que isto n\u00e3o pode ser usado para enviar sinais mais r\u00e1pidos do que a luz, devido \u00e0 natureza imprevis\u00edvel de cada observa\u00e7\u00e3o).<\/p>\n Em geral, um sistema qu\u00e2ntico se encontrar\u00e1 em um estado que consiste numa cole\u00e7\u00e3o (talvez um n\u00famero infinito) de estados qu\u00e2nticos superpostos.<\/p>\n Um exemplo simples de uma superposi\u00e7\u00e3o assim foi dado mais acima e consistia em duas amostras ondulat\u00f3rias desconexas, uma em cada c\u00e2mara. Um exemplo mais t\u00edpico \u00e9 o do experimento de Young da dupla fenda, onde as ondas procedentes de ambas fendas de fato se juntam e interferem entre si.<\/p>\n Temos j\u00e1 encontrado esta classe de superposi\u00e7\u00e3o anteriormente, ao discutir a luz polarizada que atravessa um polarizador orientado obliquamente. <\/p>\n Se a onda luminosa incidente forma 45\u00ba com o polarizador, podemos consider\u00e1-la como formada por duas ondas de igual intensidade combinadas coerentemente com polarizadores perpendiculares entre si, como se tem mostrado na Fig 02. A onda paralela ao polarizador ser\u00e1 transmitida, a outra ser\u00e1 bloqueada. <\/p>\n Poder\u00edamos considerar a um estado qu\u00e2ntico que cont\u00e9m um f\u00f3ton polarizado a 45 com respeito ao polarizador, como uma superposi\u00e7\u00e3o de dois “fantasmas” ou f\u00f3tons “potenciais”, um com polariza\u00e7\u00e3o paralela, o que capacita a passar atrav\u00e9s do polarizador, e outro com polariza\u00e7\u00e3o perpendicular, o que o impede de passar. <\/p>\n Quando finalmente se faz a medida, um desses dois “fantasmas” \u00e9 promovido a f\u00f3ton “real” e o outro desaparece. Suponha que a medida mostra que o f\u00f3ton passa atrav\u00e9s do polarizador. O f\u00f3ton fantasma que \u00e9 paralelo ao polarizador antes da medida se converte ent\u00e3o no f\u00f3ton real. Mas n\u00e3o podemos dizer que este f\u00f3ton existia realmente antes da medida. <\/p>\n Tudo o que se pode dizer \u00e9 que o sistema estava em uma superposi\u00e7\u00e3o de dois estados qu\u00e2nticos, nenhum dos quais possu\u00eda um estado privilegiado.<\/p>\n O f\u00edsico John Wheeler gosta de contar uma deliciosa par\u00e1bola que ilustra muito bem o estado peculiar de uma part\u00edcula qu\u00e2ntica antes da medida. A hist\u00f3ria tem a ver com uma vers\u00e3o do jogo das 20 perguntas.<\/p>\n Ent\u00e3o chegou a minha vez, o quarto a sair da sala de modo que os outros quinze convidados de Lothar Nordheim pudessem confabular em segredo para se chegar a um acordo sobre a palavra dif\u00edcil. Estive fora por um tempo incrivelmente grande. <\/p>\n Quando finalmente fui readmitido, encontrei que todos estavam sorrindo, sinal de brincadeira ou conspira\u00e7\u00e3o. Entretanto, pensei em tentar descobrir a palavra. “\u00c9 animal?” “N\u00e3o”. “\u00c9 mineral?” “Sim”. “\u00c9 verde?” “N\u00e3o”. “\u00c9 branco?” “Sim”. As respostas chegavam rapidamente. Ent\u00e3o a partir da\u00ed as perguntas precisavam de mais tempo para ser respondidas. Era estranho. Tudo o que eu queria dos meus amigos era simplesmente um sim ou um n\u00e3o.<\/p>\n Entretanto, o perguntado pensava e pensava, sim ou n\u00e3o, n\u00e3o ou sim, antes de responder. Finalmente tive fortes suspeitas de que a palavra poderia ser “nuvem”. Sabia que tinha somente uma oportunidade para dizer a palavra. Aventurei-me: “\u00c9 nuvem?” “Sim”, disseram, e todos ca\u00edram em gargalhadas. Explicaram-me que n\u00e3o havia nenhuma palavra no come\u00e7o. Haviam concordado em n\u00e3o chegar a um acordo sobre nenhuma palavra. <\/p>\n Cada um dos perguntados poderia responder como quisesse, com o \u00fanico requisito de que devia ter em mente uma palavra compat\u00edvel com a sua pr\u00f3pria resposta e com as dadas anteriormente, pois de outro modo perderiam se eu cumprisse o meu intento. <\/p>\n A vers\u00e3o surpresa do jogo das vinte perguntas era, portanto, t\u00e3o dif\u00edcil para meus colegas como era para mim. Qual o simbolismo da hist\u00f3ria? O mundo, uma vez criado, existe “mesmo”, independente de qualquer ato de observa\u00e7\u00e3o. <\/p>\n Consider\u00e1vamos o el\u00e9tron no \u00e1tomo como possuidor de posi\u00e7\u00e3o e momento definidos. Quando eu entrava, pensava que na sala havia uma palavra definida. Realmente, a palavra foi desenvolvida passo a passo mediante as perguntas que eu fazia, como a informa\u00e7\u00e3o acerca do el\u00e9tron se faz existente pelo experimento que o observador escolheu realizar; isto \u00e9, pelo tipo de equipamento de registro que este coloca. <\/p>\n Se eu houvesse feito perguntas diferentes ou as mesmas perguntas em ordem diferente, haveria acabado com uma palavra diferente, assim como o experimentador teria conclu\u00eddo uma hist\u00f3ria diferente dos fatos do el\u00e9tron. <\/p>\n Entretanto, o poder que eu tinha de trazer \u00e0 exist\u00eancia em particular a palavra “nuvem” era somente parcial. Uma importante parte da sele\u00e7\u00e3o reside nos “sim” e “n\u00e3o” dos colegas da sala.<\/p>\n De modo semelhante, o experimentador tem uma influ\u00eancia substancial acerca do que suceder\u00e1 ao el\u00e9tron mediante a escolha dos experimentos que realizar\u00e1 sobre este, “as perguntas que far\u00e1 \u00e0 natureza”; mas ele sabe que existe uma certa imprevis\u00e3o acerca do que um qualquer dos seus experimentos averiguar\u00e1, acerca de qual “resposta dar\u00e1 a natureza”, acerca do que suceder\u00e1 quando “Deus joga os dados”. <\/p>\n Esta compara\u00e7\u00e3o entre o mundo das observa\u00e7\u00f5es e a vers\u00e3o surpresa do jogo das vinte perguntas \u00e9 muito incompleta, mas cont\u00e9m o ponto decisivo. <\/p>\n No jogo, nenhuma palavra \u00e9 uma palavra at\u00e9 que essa palavra \u00e9 promovida \u00e0 realidade pela escolha das perguntas formuladas e respostas dadas. No mundo real da f\u00edsica qu\u00e2ntica, nenhum fen\u00f4meno elementar \u00e9 um fen\u00f4meno at\u00e9 que seja um fen\u00f4meno registrado.<\/p>\n A vis\u00e3o da realidade da escola de Copenhagem \u00e9, portanto, decididamente rara. Significa que um \u00e1tomo ou um el\u00e9tron ou qualquer outra part\u00edcula n\u00e3o pode ser dita existir por si mesma na acep\u00e7\u00e3o completa, de sentido comum, da palavra.<\/p>\n Isto, naturalmente, coloca com urg\u00eancia a pergunta: O que \u00e9 um el\u00e9tron? Se n\u00e3o \u00e9 algo de “externo”, existente por direito pr\u00f3prio, por qu\u00ea podemos falar t\u00e3o confiadamente acerca dos el\u00e9trons?<\/p>\n A filosofia de Bohr parece relegar os el\u00e9trons e outras entidades qu\u00e2nticas a um estado bastante abstrato. Por outro lado, se vamos simplesmente adiante e aplicamos as regras da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica como se o el\u00e9tron fosse real, ent\u00e3o, parece que obtemos os resultados corretos; podemos dar respostas a todas as perguntas f\u00edsicas bem formuladas, como quanta energia tem um el\u00e9tron at\u00f4mico, e obter acordo com os experimentos.<\/p>\n Um c\u00e1lculo t\u00edpico que envolve el\u00e9trons consiste na computa\u00e7\u00e3o da vida m\u00e9dia do estado excitado de um \u00e1tomo. Se sabemos que o \u00e1tomo est\u00e1 excitado no instante t1 , ent\u00e3o a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica capacita-nos a calcular a probabilidade de que em algum instante posterior t2 j\u00e1 n\u00e3o o est\u00e1. Assim, pois, a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica nos proporciona um ALGORITMO para relacionar duas observa\u00e7\u00f5es, uma em t1 e a outra em t2. <\/p>\n O chamado “\u00e1tomo” entra aqui como um modelo que capacita o algoritmo para predizer um resultado espec\u00edfico. Nunca observamos diretamente o \u00e1tomo durante o processo de desexcita\u00e7\u00e3o. Tudo o que sabemos acerca dele est\u00e1 contido nas observa\u00e7\u00f5es de sua energia em t1 e t2. <\/p>\n Claramente, n\u00e3o necessitamos supor acerca do \u00e1tomo nada mais que o necess\u00e1rio para obter resultados satisfat\u00f3rios para nossas predi\u00e7\u00f5es de observa\u00e7\u00f5es reais.<\/p>\n A filosofia segundo a qual a realidade do mundo est\u00e1 enraizada nas observa\u00e7\u00f5es \u00e9 semelhante ao conhecido como positivismo l\u00f3gico. Parece, talvez, alheio a n\u00f3s porque, na maioria dos casos, o mundo segue comportando-se COMO SE tivesse uma exist\u00eancia independente. <\/p>\n Somente quando testamos fen\u00f4menos qu\u00e2nticos esta impress\u00e3o parece como insustent\u00e1vel. Inclusive ent\u00e3o, em seu trabalho pratico, muitos f\u00edsicos continuam pensando sobre o micromundo da maneira do senso comum.<\/p>\n A raz\u00e3o para isto \u00e9 que muitos dos conceitos matem\u00e1ticos puramente abstratos empregados se tornam t\u00e3o familiares que assumem um ar esp\u00fario de realidade por pr\u00f3prio direito. Isto tamb\u00e9m acontece na f\u00edsica cl\u00e1ssica. Considere o conceito de energia, por exemplo. <\/p>\n A energia \u00e9 uma quantidade puramente abstrata, que se introduz na f\u00edsica como um modelo \u00fatil com o qual podemos abreviar os c\u00e1lculos complexos. A energia n\u00e3o se pode ver nem tocar, entretanto, a palavra \u00e9 agora t\u00e3o cotidiana que a gente considera a energia como uma entidade tang\u00edvel com uma exist\u00eancia pr\u00f3pria. <\/p>\n Na realidade, a energia \u00e9 meramente uma parte de um conjunto de rela\u00e7\u00f5es matem\u00e1ticas que conectam de um modo simples as observa\u00e7\u00f5es de processos mec\u00e2nicos. O que sugere a filosofia de Bohr \u00e9 que palavras como o el\u00e9tron, f\u00f3ton ou \u00e1tomo tem de se considerar do mesmo modo – como modelos \u00fateis que consolidam na nossa imagina\u00e7\u00e3o o que realmente \u00e9 s\u00f3 um conjunto de rela\u00e7\u00f5es matem\u00e1ticas que conectam v\u00e1rias observa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n A chamada interpreta\u00e7\u00e3o de Copenhagem, apesar de seus efeitos estranhos, \u00e9 realmente o ponto de vista “oficial” entre os f\u00edsicos profissionais. Na aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica o f\u00edsico raramente se choca com problemas epistemol\u00f3gicos. <\/p>\n Tanto quanto as regras qu\u00e2nticas se aplicam sistematicamente, a teoria proporciona tudo o que dela se pode esperar; isto \u00e9, prediz corretamente os resultados de medidas reais – o qual \u00e9, al\u00e9m do mais, a ocupa\u00e7\u00e3o dos f\u00edsicos-. Entretanto, alguns f\u00edsicos n\u00e3o se tem contentado com isso, porque no mais profundo da interpreta\u00e7\u00e3o de Copenhagem parece existir um paradoxo devastador.<\/p>\n De import\u00e2ncia capital para o ponto de vista de Bohr \u00e9 que podemos geralmente falar com sentido dos atributos f\u00edsicos de um sistema somente depois de que se tem feito uma medida (uma observa\u00e7\u00e3o) espec\u00edfica. <\/p>\n Claramente, isto proporciona um estado f\u00edsico crucial e especial \u00e0 medida. Como temos visto, a especifica\u00e7\u00e3o do contexto da medida requer afirma\u00e7\u00f5es particulares acerca do tipo e da localiza\u00e7\u00e3o do aparelho. Isto fica impl\u00edcito que todos podemos estar de acordo sobre o significado que se d\u00e1 a frases como “um contador Geiger colocado a dois metros da fonte”. <\/p>\n O problema aparece quando perguntamos de onde se coloca a linha divis\u00f3ria entre um sistema qu\u00e2ntico e uma pe\u00e7a de um aparelho microsc\u00f3pico. Al\u00e9m do mais, os contadores Geiger s\u00e3o por sua vez feitos de \u00e1tomos e sujeitos ao comportamento qu\u00e2ntico.<\/p>\n Segundo as regras da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, um sistema qu\u00e2ntico pode evoluir temporariamente de duas maneiras completamente distintas. Se o sistema pode ser considerado isolado, seu desenvolvimento temporal vem descrito pelo que os matem\u00e1ticos chamam uma opera\u00e7\u00e3o unit\u00e1ria. <\/p>\n Em termos mais f\u00edsicos, um desenvolvimento unit\u00e1rio corresponde a algo como o seguinte: Suponha-se que o estado do sistema consiste em v\u00e1rias figuras ondulat\u00f3rias superpostas (ver Fig. 19). As diferentes ondas componentes interferir\u00e3o continuamente entre si e produzir\u00e3o uma figura complexa e mutante, an\u00e1loga \u00e0s ondula\u00e7\u00f5es da superf\u00edcie de um tanque. <\/p>\n De fato, a descri\u00e7\u00e3o desta evolu\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica \u00e9 muito parecida \u00e0 de qualquer outro sistema do tipo ondulat\u00f3rio.<\/p>\n Em contraposi\u00e7\u00e3o a isto, suponha-se agora que se faz um certo tipo de medida. O efeito \u00e9 dram\u00e1tico. De repente desaparecem todas as ondas que contribu\u00edam \u00e0 figura salvo uma, deixando somente a figura dada por esta \u00fanica onda que corresponde \u00e0 “resposta”. Cessam os efeitos de interfer\u00eancia e a figura ondulat\u00f3ria subsequente fica totalmente transformada (um exemplo disto se deu na pag. 21). Tal evolu\u00e7\u00e3o tipo-medida da onda \u00e9 irrevers\u00edvel. N\u00e3o podemos desfaz\u00ea-la e restaurar a complexa figura ondulat\u00f3ria original. Matem\u00e1ticamente, esta transi\u00e7\u00e3o \u00e9 “n\u00e3o-unit\u00e1ria”.<\/p>\n Como podemos compreender estes dois modos de comportamento diferentes de um sistema qu\u00e2ntico? Obviamente, a troca brusca que ocorre quando tem lugar uma medida tem de estar relacionada com o fato que o sistema qu\u00e2ntico se acopla a um aparelho de medida com o qual interage. J\u00e1 n\u00e3o est\u00e1 isolado. <\/p>\n O matem\u00e1tico J. von Neumann procurou provar para um sistema modelo que um acoplamento assim ter\u00e1 certamente os efeitos mencionados. Entretanto, encontramo-nos mais uma vez com o paradoxo fundamental da medida. O aparelho de medida \u00e9 feito de \u00e1tomos e, portanto, sujeito \u00e0s regras do comportamento qu\u00e2ntico. <\/p>\n Na pr\u00e1tica n\u00e3o notamos nenhum efeito qu\u00e2ntico em instrumentos macrosc\u00f3picos porque os ditos efeitos s\u00e3o pequenos. N\u00e3o obstante, se a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica \u00e9 uma teoria consistente, os efeitos qu\u00e2nticos devem estar presentes, n\u00e3o importa qu\u00e3o grande possa ser o aparelho. Poder\u00edamos ent\u00e3o escolher em considerar o sistema acoplado, objeto medido mais aparelho de medida, como um sistema qu\u00e2ntico \u00fanico e grande. <\/p>\n Mas, supondo que o sistema combinado possa considerar-se isolado de outros sistemas ulteriores, as mesmas regras da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica se aplicam agora aos maiores, incluindo a regra de desenvolvimento unit\u00e1rio.<\/p>\n Por que isto \u00e9 um problema? Suponha-se que o sistema qu\u00e2ntico original se achava em uma superposi\u00e7\u00e3o de dois estados. Recorde-se, por exemplo, o caso da luz polarizada a 45\u00ba com respeito ao polarizador, na qual o estado incidente \u00e9 uma superposi\u00e7\u00e3o de dois estados poss\u00edveis do f\u00f3ton, um paralelo e outro perpendicular ao polarizador. <\/p>\n O prop\u00f3sito da medida \u00e9 ver se o f\u00f3ton atravessa o polarizador ou fica bloqueado por este. O aparelho de medida ter\u00e1 dois estados macrosc\u00f3picos, cada um deles correlacionados com um dos dois estados de polariza\u00e7\u00e3o do f\u00f3ton. O problema \u00e9 que, de acordo com as leis da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica aplicadas ao sistema combinado, o aparelho passa agora a estar em uma superposi\u00e7\u00e3o de estados! <\/p>\n Certamente, se o dispositivo se designa adequadamente, qualquer efeito de interfer\u00eancia causado pelo solapamento (interfer\u00eancia) destes dois estados ser\u00e1 min\u00fasculo. <\/p>\n Mas, em princ\u00edpio, os efeitos est\u00e3o a\u00ed, e somos for\u00e7ados a concluir que o aparelho est\u00e1 agora na classe de estado limbo indeterminado que temos chegado a aceitar para el\u00e9trons, f\u00f3tons, etc.<\/p>\n Von Neumann concluiu que deve arbitrar-se que o aparelho de medida tenha levado a cabo realmente um ato de medida irrevers\u00edvel somente quando ele tamb\u00e9m est\u00e1 sujeito a uma medida e, em conseq\u00fc\u00eancia, requerido a “tomar uma decis\u00e3o” (denominado teoricamente o colapso da fun\u00e7\u00e3o de ondas em auto estado particular). <\/p>\n Mas agora ca\u00edmos numa regress\u00e3o infinita, pois este segundo dispositivo de medida requer assim mesmo outro dispositivo que o “colapse” em um estado de velocidade concreta e assim sucessivamente. \u00c9 como se o acoplamento de um aparelho a um sistema qu\u00e2ntico capacitara \u00e0 superposi\u00e7\u00e3o tipo fantasma de estados qu\u00e2nticos para invadir-se o laborat\u00f3rio!! <\/p>\n Esta capacidade que temos de por objetos macrosc\u00f3picos em uma superposi\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica demonstra de modo dram\u00e1tico a peculiaridade da teoria qu\u00e2ntica.<\/p>\n Em 1935 Erwin Schr\u00f6dinger, um dos fundadores da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, havia j\u00e1 percebido como os problemas filos\u00f3ficos de uma superposi\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica poderiam aparecer a n\u00edvel macrosc\u00f3pico. Ilustrou este ponto, dando-lhe um toque de espetacularidade, com um experimento ideal, agora famoso, que tem a ver com um gato<\/p>\n Um gato est\u00e1 fechado em uma c\u00e2mara de a\u00e7o, junto ao diab\u00f3lico dispositivo seguinte ( que deve assegurar-se contra uma interfer\u00eancia direta por parte do gato); num contador Geiger h\u00e1 um pedacinho de uma subst\u00e2ncia radioativa, t\u00e3o pequeno, que talvez no transcurso de uma hora se desintegre um \u00e1tomo, mas tamb\u00e9m poderia ocorrer com igual probabilidade que nenhum \u00e1tomo se desintegrasse; se ocorre o primeiro, produz-se uma descarga no tubo e mediante um rel\u00ea libera-se um martelo que rompe um frasquinho de \u00e1cido cian\u00eddrico. <\/p>\n Se se deseja que o sistema completo funcione durante uma hora, dir\u00edamos que o gato viver\u00e1 se nesse tempo n\u00e3o tenha desintegrado nenhum \u00e1tomo. A primeira desintegra\u00e7\u00e3o at\u00f4mica o envenenar\u00e1.<\/p>\n O paradoxo do gato de Schr\u00f6dinger. O dispositivo do veneno \u00e9 um meio de ampliar a superposi\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica de estados numa escala macrosc\u00f3pica, onde parece estar implicada uma coexist\u00eancia parad\u00f3xica de gatos vivos e mortos (De S.B. De Witt (1970), “Quantum mechanics and reality”, Physics Today, 23,9).<\/p>\n Nas nossa mentes est\u00e1 absolutamente claro que o gato deve estar vivo OU morto. Por outro lado, segundo as regras da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, o sistema total dentro da caixa se encontra numa superposi\u00e7\u00e3o de dois estados um com o gato vivo e o outro com o gato morto. Mas qual sentido podemos dar a um gato vivo-morto?<\/p>\n \u00c9 de se presumir que o gato mesmo sabe se est\u00e1 morto ou vivo, e, entretanto, aceita-se a linha de racioc\u00ednio de von Neumann, somos obrigado a concluir que a infeliz criatura permanece num estado de anima\u00e7\u00e3o suspensa at\u00e9 que algu\u00e9m olha para o interior da caixa para verific\u00e1-lo, em cujo momento \u00e9 projetado \u00e0 vitalidade plena ou ent\u00e3o instantaneamente liquidado.<\/p>\n O paradoxo resulta ainda mais ousado se o gato \u00e9 substitu\u00eddo por uma pessoa, pois ent\u00e3o o amigo que ficou encarcerado dentro da caixa estar\u00e1 consciente todo o tempo de sua sa\u00fade ou do contr\u00e1rio. Se o experimentador abre a caixa e descobre que o sujeito est\u00e1 todavia vivo, pode ent\u00e3o perguntar a seu amigo como se sentia antes desta aparentemente crucial observa\u00e7\u00e3o. <\/p>\n Obviamente, o amigo responder\u00e1 que permaneceu 100% vivo durante todo o tempo. E, entretanto, isto se acha em contradi\u00e7\u00e3o com a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, que insiste em que o amigo est\u00e1 em um estado de superposi\u00e7\u00e3o vivo-morto antes de se inspecionar o conte\u00fado da caixa.<\/p>\n O paradoxo do gato derruba qualquer esperan\u00e7a que possamos ter de que o fantasma da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica est\u00e1 de algum modo confinado ao micromundo sombrio dos \u00e1tomos, e que a natureza paradoxal da realidade no dom\u00ednio at\u00f4mico \u00e9 irrelevante para a experi\u00eancia cotidiana. <\/p>\n Se a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica \u00e9 aceita como uma descri\u00e7\u00e3o correta de todo tipo de mat\u00e9ria, a dita esperan\u00e7a est\u00e1 claramente fora de lugar. Seguindo a l\u00f3gica da teoria qu\u00e2ntica at\u00e9 sua conclus\u00e3o final, a maior parte do universo f\u00edsico parece diluir-se em uma fantasia de sombras.<\/p>\n Einstein, entre outros, n\u00e3o pode jamais aceitar esse extremo l\u00f3gico. De fato, uma vez perguntou: A lua existe ou n\u00e3o quando algu\u00e9m est\u00e1 olhando? A id\u00e9ia de fazer ao observador o elemento piv\u00f4 na realidade f\u00edsica parece contr\u00e1rio ao esp\u00edrito inteiro da ci\u00eancia como um empreendimento impessoal e objetivo. <\/p>\n A n\u00e3o ser que exista um mundo concreto “externo” para que experimentemos sobre ele e conjeturemos acerca do mesmo, n\u00e3o degenera a ci\u00eancia num jogo de trapa\u00e7as simples de imagens?<\/p>\n Assim, pois, qual \u00e9 a solu\u00e7\u00e3o do paradoxo da medida? Aqui \u00e9 realmente onde entram nossos interlocutores porque, como veremos, tem muitas diferentes opini\u00f5es. Examinemos primeiro algumas posturas gerais.<\/p>\n A maioria dos f\u00edsicos n\u00e3o levam a l\u00f3gica da teoria qu\u00e2ntica at\u00e9 seu aut\u00eantico final. Sup\u00f5e tacitamente que em alguma parte, a certo n\u00edvel entre os \u00e1tomos e os contadores Geiger, a f\u00edsica qu\u00e2ntica de algum modo se “converte” na f\u00edsica cl\u00e1ssica, no que nunca se duvida acerca da realidade independente de mesas, cadeiras e luas. <\/p>\n Bohr disse que esta metamorfose requeria “um ato de amplifica\u00e7\u00e3o irrevers\u00edvel” da perturba\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, que conduza a um resultado detect\u00e1vel macroscopicamente. Mas deixou sem esclarecer o que sup\u00f5e exatamente este ato.<\/p>\n O papel chave que desempenham as observa\u00e7\u00f5es na f\u00edsica qu\u00e2ntica leva indubitavelmente a quest\u00f5es sobre a natureza da mente e a consci\u00eancia e suas rela\u00e7\u00f5es com a mat\u00e9ria. O fato de que, uma vez tendo levado uma observa\u00e7\u00e3o sobre um sistema qu\u00e2ntico, seu estado (fun\u00e7\u00e3o de ondas) mudar\u00e1 em geral bruscamente, parece familiar \u00e0 id\u00e9ia da “mente sobre a mat\u00e9ria”.<\/p>\n \u00c9 como se o estado mental alterado do experimentador, ao se conscientizar do resultado da medida, de algum modo se reintroduzir\u00e1 no aparelho do laborat\u00f3rio e, portanto, no sistema qu\u00e2ntico, alterando tamb\u00e9m seu estado. Brevemente, o estado f\u00edsico atua alterando o estado mental e o estado mental retroatua sobre o estado f\u00edsico.<\/p>\n Numa se\u00e7\u00e3o anterior mencionou-se como von Neumann imaginava uma cadeia de instrumentos de medidas aparentemente sem fim, no qual cada um deles “observa” o precedente, mas nenhum leva jamais a cabo o “colapso” da fun\u00e7\u00e3o de ondas. <\/p>\n A cadeia pode ent\u00e3o acabar quando se envolve um observador consciente. Somente com a entrada do resultado da medida na consci\u00eancia de algu\u00e9m, a pir\u00e2mide completa dos estados qu\u00e2nticos “limbo” colapsar\u00e1 com uma realidade concreta.<\/p>\n Eugene Wigner \u00e9 um f\u00edsico que tem propugnado firmemente esta vers\u00e3o dos fatos. Segundo Wigner, a mente desempenha a parte fundamental na realiza\u00e7\u00e3o da brusca troca irrevers\u00edvel no estado qu\u00e2ntico que caracteriza uma medida.<\/p>\n N\u00e3o \u00e9 suficiente equipar o laborat\u00f3rio com complicados instrumentos autom\u00e1ticos de registros, c\u00e2maras de v\u00eddeo e outros parecidos. Salvo se algu\u00e9m realmente olha para ver onde marca a agulha no contador (ou realmente olhe o registro v\u00eddeo), o estado qu\u00e2ntico permanecer\u00e1 no limbo.<\/p>\n Na \u00faltima se\u00e7\u00e3o vimos como Schr\u00f6dinger empregou um gato em seu experimento mental. Um gato \u00e9 um sistema macrosc\u00f3pico suficientemente complexo para que dois estados alternativos (vivo ou morto) sejam dramaticamente distintos. <\/p>\n N\u00e3o obstante, um gato \u00e9 o bastante complexo para se contar como um observador e alterar irreversivelmente o estado qu\u00e2ntico ( isto \u00e9, “o colapso da fun\u00e7\u00e3o de ondas”? E se o gato pode f\u00e1-lo, o que se passa com uma mosca? Ou com uma pulga? Ou com uma ameba? Onde entra pela primeira vez a consci\u00eancia na elabora\u00e7\u00e3o da hierarquia da vida terrestre?<\/p>\n As considera\u00e7\u00f5es precedentes est\u00e3o intimamente conectadas com a debatida quest\u00e3o do problema corpo-mente na filosofia. <\/p>\n Durante muito tempo, muita gente aderiu ao que o fil\u00f3sofo Gilbert Ryle chamava “ponto de vista oficial” sobre a rela\u00e7\u00e3o entre a mente e o corpo (ou c\u00e9rebro), que remonta pelo menos at\u00e9 Descartes. Segundo este ponto de vista, a mente (ou alma) \u00e9 um tipo de subst\u00e2ncia, um tipo especial de subst\u00e2ncia ef\u00eamera e intang\u00edvel, diferente do tipo muito tang\u00edvel de material do que s\u00e3o feitos nossos corpos, mas acoplada a este material. <\/p>\n A mente, ent\u00e3o, \u00e9 uma COISA que pode ter estados – estados mentais – que podem alterar-se ( ao receber dados sensoriais) como resultado de seu acoplamento ao c\u00e9rebro. Mas isso n\u00e3o \u00e9 tudo. O eslab\u00f3n que acopla cerebro e mente funciona em dois sentidos, capacitando-nos a gravar nossa vontade sobre nossos c\u00e9rebro s e por ele sobre nossos corpos.<\/p>\n Hoje em dia, entretanto, estas id\u00e9ias dual\u00edsticas tem ca\u00eddo em desgra\u00e7a entre muitos cientistas que preferem considerar o c\u00e9rebro como uma m\u00e1quina el\u00e9trica enormemente complexa, mas sem nenhum mist\u00e9rio a parte, sujeita \u00e0s leis da f\u00edsica como qualquer outra m\u00e1quina. <\/p>\n Os estados internos do c\u00e9rebro devem estar determinados, portanto, por seus estados passados mais do que pelos efeitos de quaisquer dados pessoais que entrem nele. Do mesmo modo , os sinais emitidos pelo c\u00e9rebro, que controlam o que chamamos “comportamento”, est\u00e3o completamente determinados pelo estado interno do c\u00e9rebro no correspondente momento.<\/p>\n A dificuldade com esta descri\u00e7\u00e3o materialista do c\u00e9rebro \u00e9 que parece reduzir as pessoas a simples aut\u00f4matos, n\u00e3o deixando lugar algum para uma mente independente ou uma vontade livre. Se todo impulso nervoso \u00e9 regulado pelas leis da f\u00edsica, como pode a mente introduzir-se em sua opera\u00e7\u00e3o? Mas se a mente n\u00e3o se introduz, como \u00e9 que aparentemente controlamos nossos corpos segundo nossa vontade pessoal?<\/p>\n Com o descobrimento da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, um certo n\u00famero de pessoas, notadamente Artur Eddington, acreditaram que haviam superado este impasse. Posto que os sistemas qu\u00e2nticos s\u00e3o inerentemente indetermin\u00edsticos, a descri\u00e7\u00e3o mec\u00e2nica de todos os sistemas f\u00edsicos, inclusive o c\u00e9rebro, torna-se falsa. <\/p>\n O princ\u00edpio da incerteza de Heisenberg permite usualmente uma gama de resultados poss\u00edveis para qualquer estado f\u00edsico dado e \u00e9 f\u00e1cil conjecturar que a consci\u00eancia, ou a mente, poderia ter voto ao decidir qual das alternativas dispon\u00edveis se leva realmente a cabo.<\/p>\n Imagine-se ent\u00e3o um el\u00e9tron em alguma c\u00e9lula cerebral a ponto de excitar-se. A mec\u00e2nica qu\u00e2ntica permite que o el\u00e9tron vague por um conjunto de trajet\u00f3rias. Talvez, para que a c\u00e9lula se excite, basta que a mente carregue um pouco o dado qu\u00e2ntico e assim empurre o el\u00e9tron, favorecendo uma certa dire\u00e7\u00e3o e iniciando desse modo uma cascata de atividades el\u00e9tricas que culmine, digamos no levantamento de um bra\u00e7o.<\/p>\n Independentemente de seu atrativo, a id\u00e9ia de que a mente acha a sua express\u00e3o no mundo por defer\u00eancia do princ\u00edpio qu\u00e2ntico de incerteza n\u00e3o \u00e9 tomada realmente muito a s\u00e9rio, em grande parte porque a atividade el\u00e9trica do c\u00e9rebro parece ser mais vigorosa que tudo isso. <\/p>\n Depois de tudo, se as c\u00e9lulas cerebrais operam a n\u00edvel qu\u00e2ntico, a rede inteira \u00e9 vulner\u00e1vel s singulares flutua\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas aleat\u00f3rias de qualquer el\u00e9tron dentre a mir\u00edade deles.<\/p>\n O conceito de que a mente \u00e9 uma entidade capaz de interagir com a mat\u00e9ria tem sido criticado severamente como um erro categ\u00f3rico por Ryle, que ridiculariza o “ponto de vista oficial” da mente, qualificando-a como “o espirito na m\u00e1quina”. <\/p>\n Ryle pontualiza que quando falamos de c\u00e9rebro empregamos conceitos apropriados para um certo n\u00edvel de descri\u00e7\u00e3o. Por outro lado, a discuss\u00e3o sobre a mente faz refer\u00eancia a um n\u00edvel de descri\u00e7\u00e3o completamente diferente e mais abstrato. \u00c9 algo assim como a diferen\u00e7a entre Governo e a Constitui\u00e7\u00e3o brit\u00e2nicos, onde o primeiro \u00e9 um grupo concreto de indiv\u00edduos e a \u00faltima um conjunto abstrato de id\u00e9ias. <\/p>\n Ryle argumenta que tem t\u00e3o pouco sentido falar de comunica\u00e7\u00e3o entre Governo e Constitui\u00e7\u00e3o como falar de comunica\u00e7\u00e3o entre mente e c\u00e9rebro.<\/p>\n Uma analogia melhor, talvez mais adequada para a era moderna, pode-se encontrar nos conceitos de hardware e software na inform\u00e1tica. Num computador, o hardware desempenha o papel do c\u00e9rebro, embora o software \u00e9 an\u00e1logo \u00e0 mente. <\/p>\n Podemos aceitar com agrado que o resultado proporcionado por um computador est\u00e1 rigorosamente determinado em sua totalidade pelas leis dos circuitos el\u00e9tricos mais os dados de entrada utilizados. Raramente perguntamos “como se regula o programa para fazer que todos esses pequenos circuitos disparem-se de acordo com a seq\u00fc\u00eancia correta?” <\/p>\n N\u00e3o obstante, sentimo-nos contentes em dar uma descri\u00e7\u00e3o equivalente em linguagem de software, usando conceitos como input, output, c\u00e1lculo, dados, respostas, etc.<\/p>\n As descri\u00e7\u00f5es g\u00eameas de hardware e software aplicadas opera\u00e7\u00e3o dos computadores s\u00e3o mutuamente complementares, n\u00e3o contradit\u00f3rias. A situa\u00e7\u00e3o tem, portanto, um estreito paralelismo com o princ\u00edpio de complementariedade de Bohr. <\/p>\n Certamente, a analogia \u00e9 muito estreita quando consideramos a quest\u00e3o da dualidade onda-part\u00edcula. Como temos visto, uma onda qu\u00e2ntica \u00e9 realmente uma descri\u00e7\u00e3o de nosso CONHECIMENTO do sistema (quer dizer, um conceito de software), embora uma part\u00edcula \u00e9 uma pe\u00e7a de hardware. <\/p>\n O paradoxo da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica \u00e9 que, de certo modo, os n\u00edveis de descri\u00e7\u00e3o de hardware e software tem chegado a entrela\u00e7ar-se inextrincavelmente. Parece que n\u00e3o entendemos o esp\u00edrito no \u00e1tomo at\u00e9 que cheguemos a entender o esp\u00edrito na m\u00e1quina.<\/p>\n Tanto quanto se trata com um sistema finito resulta poss\u00edvel ignorar os problemas associados com o processo de medida qu\u00e2ntica. Pode-se sempre contar com a intera\u00e7\u00e3o com o meio para colapsar a fun\u00e7\u00e3o de onda. <\/p>\n Esta linha de racioc\u00ednio falha completamente, entretanto, quando consideramos o tema da cosmologia qu\u00e2ntica. Se aplicamos a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica ao universo em sua totalidade, a no\u00e7\u00e3o de um aparelho de medida externo n\u00e3o tem sentido. <\/p>\n Salvo que se envolve de algum modo \u00e0 mente, o f\u00edsico que deseja dar sentido \u00e0 cosmologia qu\u00e2ntica parece ser for\u00e7ado a encontrar um significado ao ato de medida a partir dos pr\u00f3prios estados qu\u00e2nticos, pois n\u00e3o \u00e9 neste caso poss\u00edvel que um instrumento de medida externo realize o colapso irrevers\u00edvel das fun\u00e7\u00f5es de onda.<\/p>\n O interesse na cosmologia qu\u00e2ntica cresceu nos anos 60, com o descobrimento de um certo n\u00famero de teoremas em rela\u00e7\u00e3o com as singularidades espa\u00e7o-temporais. Estas s\u00e3o como fronteiras ou bordas do espa\u00e7o-tempo nas quais se extingue a f\u00edsica conhecida. <\/p>\n As singularidades se formam a partir de campos gravitacionais intensos e se sup\u00f5e que existam dentro de buracos negros. Acredita-se tamb\u00e9m que o universo come\u00e7ou com uma singularidade. Posto que as singularidades representam o colapso total da f\u00edsica, alguns f\u00edsicos as consideram patologias desagrad\u00e1veis. <\/p>\n Suspeitam que as singularidades podem ser um artif\u00edcio de nosso incompleto estado de conhecimento acerca da gravidade, que na atualidade \u00e9 incapaz de incorporar os efeitos qu\u00e2nticos satisfatoriamente. Tem-se argumentado que se os efeitos qu\u00e2nticos pudessem ser tomados em conta as singularidades desapareceriam. Para suprimir a singularidade big-bang temos de dar sentido cosmologia qu\u00e2ntica.<\/p>\n Em 1957 Hugh Everett prop\u00f4s uma interpreta\u00e7\u00e3o da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica radicalmente distinta que elimina os obst\u00e1culos conceituais da cosmologia qu\u00e2ntica. <\/p>\n Recorde-se que a ess\u00eancia do problema qu\u00e2ntico da medida radica em compreender como um sistema qu\u00e2ntico que se encontra em uma superposi\u00e7\u00e3o de, digamos, dois ou mais estados salta bruscamente a um estado particular com um observ\u00e1vel bem definido como resultado de uma medida (Fig 10). Um bom exemplo \u00e9 o experimento do gato de Schr\u00f6dinger discutido na p\u00e1gina 45. <\/p>\n Nesse caso o sistema qu\u00e2ntico pode desenvolver-se em dois estados muito diferentes: gato vivo e gato morto. Em conseq\u00fc\u00eancia, as id\u00e9ias mec\u00e2nico – qu\u00e2nticas n\u00e3o logram explicar como a superposi\u00e7\u00e3o gato vivo – gato morto se converte na alternativa ora morto ora vivo.<\/p>\n Segundo Everett a transi\u00e7\u00e3o tem lugar porque o universo se divide em duas c\u00f3pias, uma que cont\u00e9m um gato vivo e a outra um gato morto. Ambos universos cont\u00e9m tamb\u00e9m uma c\u00f3pia do experimentador, cada um dos quais acredita que \u00e9 o \u00fanico. <\/p>\n Em geral, se um sistema qu\u00e2ntico encontra-se em uma superposi\u00e7\u00e3o de, digamos, n estados qu\u00e2nticos, ent\u00e3o ap\u00f3s a medida o universo se dividir\u00e1 em n c\u00f3pias. Na maioria dos casos, n \u00e9 infinito. Da\u00ed que devemos aceitar que h\u00e1 realmente uma infinidade de “mundos paralelos” coexistindo com o que vemos em cada instante. <\/p>\n Ademais, h\u00e1 uma infinidade de indiv\u00edduos mais ou menos id\u00eanticos a n\u00f3s habitando esses mundos. \u00c9 uma id\u00e9ia certamente rara.<\/p>\n Na vers\u00e3o original da teoria supunha-se que o universo se bifurca cada vez que tem lugar uma medida, ainda que permanecia sempre vago o que constitu\u00eda exatamente uma medida.<\/p>\n Algumas vezes usava-se o termo “intera\u00e7\u00e3o tipo-medida”, e parece como se a bifurca\u00e7\u00e3o pudesse ocorrer inclusive a partir dos “saltos” normais de \u00e1tomos observados. Um proponente da interpreta\u00e7\u00e3o dos muitos universos, Bryce De Witt, a descreve do modo seguinte:<\/p>\n Qualquer transi\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica que tenha lugar em qualquer estrela, em qualquer gal\u00e1xia, em qualquer esquina remota do universo, divide nosso mundo local terrestre em mir\u00edades de c\u00f3pias de si mesmo….Eis aqui esquizofrenia a vontade.<\/p>\n Mais recentemente David Deutsch (veja o cap\u00edtulo 6) modificou ligeiramente a teoria, de modo que o n\u00famero de universos permanece fixo, n\u00e3o h\u00e1 bifurca\u00e7\u00e3o. No lugar dele , a maioria dos universos s\u00e3o em princ\u00edpio completamente id\u00eanticos.<\/p>\n Quando tem lugar uma medida, aparece a diferencia\u00e7\u00e3o. Assim, no experimento do gato de Schr\u00f6dinger dois universos id\u00eanticos previamente diferenciam-se, de modo que num deles o gato permanece vivo embora no outro morre. <\/p>\n Uma vantagem desta nova imagem \u00e9 que evita a enganosa impress\u00e3o de que acontece algo mec\u00e2nico como parecia ser o caso se o universo se bifurcasse realmente.<\/p>\n Duas importantes cr\u00edticas tem-se levantado contra a teoria dos muitos universos. A primeira \u00e9 que introduz uma quantidade absurda de “equipamento metaf\u00edsico em excesso” na nossa descri\u00e7\u00e3o do mundo f\u00edsico. Somente experimentamos nosso universo, assim que introduzir uma infinidade de outros simplesmente para explicar uma sutileza t\u00e9cnica (o colapso da fun\u00e7\u00e3o de onda) que ocorre no nosso parece ser a ant\u00edtese da Navalha de Occam.<\/p>\n O universo em ramifica\u00e7\u00e3o. Segundo Everett, quando a um sistema qu\u00e2ntico \u00e9 apresentado uma escolha entre v\u00e1rios resultados poss\u00edveis, o universo se fragmenta de modo que todos eles d\u00e3o-se em realidade. Isto implica que qualquer universo dado est\u00e1 se fragmentando continuamente em um fant\u00e1stico n\u00famero de universos parecidos.<\/p>\n Em sua defesa, os proponentes da teoria argumentam que o “hardware” te\u00f3rico \u00e9 menos relevante numa teoria que o n\u00famero de suposi\u00e7\u00f5es fundamentais que se fazem ao formul\u00e1-la. O resto das interpreta\u00e7\u00f5es da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica introduz alguma classe de hip\u00f3tese epistemol\u00f3gica para dar sentido ao que a primeira vista \u00e9 uma teoria sem sentido. Entretanto, a teoria dos muitos universos n\u00e3o tem necessidade disto. <\/p>\n A interpreta\u00e7\u00e3o, assegura-se, surge automaticamente das regras formais da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, sem necessidade de nenhum tipo de suposi\u00e7\u00e3o acerca do que a teoria significa. N\u00e3o \u00e9 necess\u00e1ria a introdu\u00e7\u00e3o de um postulado aparte segundo o qual, ap\u00f3s uma medida, a fun\u00e7\u00e3o de onda colapsa. Por defini\u00e7\u00e3o, cada universo alternativo cont\u00e9m uma de cada das poss\u00edveis fun\u00e7\u00f5es de onda colapsadas.<\/p>\n A segunda obje\u00e7\u00e3o \u00e0 teoria \u00e9 que se a considera inverific\u00e1vel. Se nossa consci\u00eancia est\u00e1 confinada num universo em cada momento, como poder\u00edamos sequer confirmar ou refutar a exist\u00eancia dos demais? Como veremos, resulta not\u00e1vel que a teoria possa, depois de tudo, ser comprovada, se estivermos disposto a aceitar a possibilidade de computadores inteligentes.<\/p>\n Um argumento final a favor da exist\u00eancia de um conjunto completo de universos \u00e9 que isto proporcionaria uma explica\u00e7\u00e3o f\u00e1cil a uma grande quantidade de “coincid\u00eancias” misteriosas e “acidentes da natureza” que se encontram na f\u00edsica, na biologia e na cosmologia. Por exemplo resulta que, a grande escala, o universo est\u00e1 ordenado de um modo not\u00e1vel, com a mat\u00e9ria e a energia distribu\u00edda de forma altamente improv\u00e1vel. <\/p>\n \u00c9 dif\u00edcil explicar como t\u00e3o fortuita disposi\u00e7\u00e3o tenha podido surgir do caos aleat\u00f3rio do big-bang. Se a teoria dos muitos universos for, entretanto, correta, a aparente pr\u00e9-fabricada organiza\u00e7\u00e3o do cosmo n\u00e3o seria um mist\u00e9rio. Poder\u00edamos supor sem risco que todas as disposi\u00e7\u00f5es poss\u00edveis de mat\u00e9ria e energia acham-se representadas em algum lugar dentre os infinitos universos. Somente em uma propor\u00e7\u00e3o diminuta do total as coisas se disporiam do modo preciso para que aparecessem organismos vivos e, em conseq\u00fc\u00eancia, observadores. Assim, pois, somente \u00e9 essa fra\u00e7\u00e3o at\u00edpica a que se observa em qualquer caso. Em breve, nosso universo \u00e9 destac\u00e1vel porque o temos selecionado a causa de nossa pr\u00f3pria exist\u00eancia!!<\/p>\n Nesta maneira de ver as coisas, o f\u00edsico abandona qualquer intento de descobrir o que se sucede realmente num sucesso de medida qu\u00e2ntica e se fixa, pelo contr\u00e1rio, a afirma\u00e7\u00f5es sobre conjuntos completos de medidas. <\/p>\n A mec\u00e2nica qu\u00e2ntica prediz corretamente as probabilidades dos resultados poss\u00edveis de uma medida, e no entanto se restringe a aten\u00e7\u00e3o \u00e0 estat\u00edstica global, n\u00e3o h\u00e1 quest\u00e3o alguma que responder no que se refere ao problema da medida.<\/p>\n Poderia objetar-se que a interpreta\u00e7\u00e3o estat\u00edstica ( ou de conjuntos) n\u00e3o resolve o problema da medida, sen\u00e3o simplesmente o p\u00f5e de lado. O pre\u00e7o que se paga \u00e9 que n\u00e3o h\u00e1 esperan\u00e7a alguma de discutir o que ocorre realmente quando uma medida individual acontece.<\/p>\n Um tratamento inteiramente diferente tem-se desenvolvido a partir das tentativas de se construir uma teoria de vari\u00e1veis ocultas da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica. Como se discutiu na p\u00e1gina 17, a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica prediz que a desigualdade de Bell viola-se. <\/p>\n Se isto \u00e9 correto, \u00e9 necess\u00e1rio renunciar a uma das hip\u00f3teses f\u00edsicas que se fizeram para prov\u00e1-la. Uma delas \u00e9 “realidade”. Como temos visto, a interpreta\u00e7\u00e3o de Copenhagem de Bohr adota esta postura. A outra hip\u00f3tese \u00e9 a de “localidade”: em termos n\u00e3o muito precisos, inexist\u00eancia de propaga\u00e7\u00e3o de efeitos f\u00edsicos a velocidade maior que a da luz.<\/p>\n Se se abandona a localidade, resulta poss\u00edvel reinventar uma descri\u00e7\u00e3o do micromundo muito semelhante \u00e0 do mundo cotidiano, com objetos que gozam de uma exist\u00eancia independente em estados bem definidos e possuem conjuntos completos de atributos f\u00edsicos. N\u00e3o h\u00e1 necessidade de borrosidade nesse caso.<\/p>\n O pre\u00e7o a pagar \u00e9, desde logo, que os efeitos n\u00e3o locais aportam sua pr\u00f3pria colheita de dificuldades; especificamente, a capacidade para que certos sinais viajem at\u00e9 o passado. Isto abriria o caminho a todo tipo de paradoxos causais.<\/p>\n Apesar destas dificuldades, alguns pesquisadores, David Bohm e Basil Hiley de modo muito not\u00e1vel, prosseguiram com a id\u00e9ia de uma teoria de vari\u00e1veis ocultas n\u00e3o locais, inventando o que eles chamaram de “potencial qu\u00e2ntico”. <\/p>\n Este \u00e9 semelhante aos potenciais mais familiares associados com campos de for\u00e7a tais como a gravidade ou o eletromagnetismo, mas difere deles em que a atividade do potencial qu\u00e2ntico depende da estrutura hol\u00edstica do sistema. Isto \u00e9 leva informa\u00e7\u00e3o acerca do aparelho de medida, de observadores distantes e assim sucessivamente. <\/p>\n Em conseq\u00fc\u00eancia, a situa\u00e7\u00e3o f\u00edsica completa em uma regi\u00e3o ampla do espa\u00e7o (em princ\u00edpio o universo em sua totalidade) fica englobada neste potencial.<\/p>\n Apesar dos extenuadores esfor\u00e7os para dar sentido \u00e0 f\u00edsica qu\u00e2ntica, n\u00e3o h\u00e1 ainda acordo entre os f\u00edsicos acerca do m\u00e9todo que deva se adotar. Certamente o breve resumo exposto mais acima n\u00e3o esgota de nenhuma maneira o espectro completo das diferentes interpreta\u00e7\u00f5es que tem sido discutidas em anos recentes. <\/p>\n \u00c9 verdadeiramente not\u00e1vel que uma teoria que de outro modo era mais ou menos completa em seus detalhes essenciais fa\u00e7a meio s\u00e9culo e que resultou espetacularmente cheia de \u00eaxito em aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas, permane\u00e7a, entretanto, sem acabar. <\/p>\n Este estado de coisas \u00e9 devido em grande parte a que as discuss\u00f5es sobre os fundamentos da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica s\u00e3o mormente te\u00f3ricos. No m\u00e1ximo tendem a envolver “experimento ideais”. A regi\u00e3o de interesse \u00e9 t\u00e3o dif\u00edcil de explorar que resulta muito raro que possam ser realizados experimentos pr\u00e1ticos para verificar os fundamentos da teoria. <\/p>\n Por esta raz\u00e3o, o teste experimental da desigualdade de Bell efetuado por Aspect e colaboradores foi recebido com um interesse cient\u00edfico enorme.<\/p>\n Fonte: planeta.terra.com.br<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Teoria Qu\u00e2ntica, Origens, O que \u00e9, \u00c1tomo, Part\u00edculas, Teorema de Bell, Aspect, Paradoxo, Caracter\u00edsticas, Teoria Qu\u00e2ntica<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[320],"tags":[],"class_list":["post-66506","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fisica"],"acf":[],"yoast_head":"\nOrigens<\/h4>\n
Ondas ou Part\u00edculas ?<\/h4>\n
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