Paradoxo do amigo de Wigner: existe uma realidade objetiva?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

O que é realidade? E quem pode responder a essa pergunta? No ano passado, cientistas da Universidade Heriot-Watt, na Escócia, testaram um experimento interessante que sugere que a realidade objetiva pode não existir.

Apesar de a ideia antes ser apenas uma teoria, agora os pesquisadores conseguiram transferi-la para as paredes do laboratório da universidade e, portanto, testá-la. Como no mundo quântico as medições de diferentes posições dão resultados diferentes, mas ao mesmo tempo são igualmente corretas, o experimento realizado mostrou que no mundo da física quântica duas pessoas podem observar o mesmo evento e resultados diferentes; no entanto, nenhum desses dois eventos pode ser percebido como errado.

Em outras palavras, se duas pessoas veem duas realidades diferentes, então elas não podem concordar qual é a correta. Este paradoxo é conhecido como "paradoxo do amigo de Wigner" e agora os cientistas o provaram experimentalmente.

A mecânica quântica é um ramo da física teórica que descreve as propriedades básicas e o comportamento de átomos, íons, moléculas, elétrons, fótons, matéria condensada e outras partículas elementares.

Paradoxo do amigo de Wigner

Em 1961, Eugene Wigner, ganhador do Prêmio Nobel de Física, questionou seriamente o que é a realidade objetiva. O cientista propôs um dos experimentos mais estranhos da mecânica quântica, que envolvia a ideia de que duas pessoas poderiam observar duas realidades diferentes e nenhuma delas estaria tecnicamente errada. Mas como?

Em um experimento mental denominado paradoxo do amigo de Wigner, dois cientistas em um laboratório estudam um fóton, a menor unidade quantitativa de luz. Vale ressaltar que este fóton polarizado, quando medido, pode ter polarização horizontal ou polarização vertical. Mas antes da medição, de acordo com as leis da mecânica quântica, um fóton existe em ambos os estados de polarização simultaneamente - na chamada superposição.

Assim, Wigner imaginou como seu amigo em outro laboratório mede o estado desse fóton e se lembra do resultado, enquanto o próprio Wigner observa de longe. Ao mesmo tempo, Wigner não tem nenhuma informação sobre a medição de seu amigo e, portanto, é forçado a assumir que o fóton e sua medição estão em uma superposição de todos os resultados experimentais possíveis.

Mas isso está em total contraste com o ponto de vista do amigo de Wigner, que realmente mediu a polarização do fóton e a registrou! O amigo pode até ligar para Wigner e dizer-lhe que a medição foi feita (desde que o resultado não seja revelado). Assim, obtemos duas realidades, que se contradizem, o que põe em dúvida o estatuto objetivo dos fatos estabelecidos por dois observadores.

É digno de nota que até 2019 - até que os cientistas suecos fizessem o mesmo experimento em laboratório - o paradoxo do amigo de Wigner era puramente um experimento mental. Assim como o experimento mundialmente famoso proposto pelo físico teórico austríaco Edwin Schrödinger.

O gato de Schrödinger é um experimento mental que descreve o absurdo da mecânica quântica. Imagine que você tem um gato e uma caixa. Na caixa você coloca um gato, uma substância radioativa e um mecanismo especial que abre um frasco com veneno. No caso de decadência de um átomo radioativo em uma caixa fechada - e isso pode acontecer a qualquer momento - o mecanismo abrirá o recipiente com o veneno e o gato morrerá. Mas você só pode descobrir se um átomo radioativo decaiu ou não, você só pode olhar para a caixa. Até aqui, segundo os princípios da física quântica, o gato está vivo e morto, ou seja, está em superposição.

Não há realidade objetiva?

Os pesquisadores usaram seis fótons emaranhados para criar duas realidades alternativas no laboratório. Uma realidade representava a realidade de Wigner, a outra a realidade de seu amigo. O amigo de Wigner mediu a polarização do fóton e salvou o resultado, após o que o próprio Wigner realizou uma medição de interferência para determinar se a medição e o fóton estavam em sobreposição.

Os resultados obtidos pela equipe de cientistas foram mistos. Acontece que ambas as realidades podem coexistir, mesmo que levem a resultados irreconciliáveis - exatamente como Eugene Wigner previu. Mas eles podem ser reconciliados?

A ideia de que os observadores podem eventualmente reconciliar suas medições de alguma realidade fundamental é baseada em várias suposições.

Primeiro, fatos universais existem e os observadores podem concordar com eles.

Em segundo lugar, a escolha que um observador faz não afeta a escolha que os outros observadores fazem - essa suposição que a física chama de localidade. Portanto, se existe uma realidade objetiva com a qual todos podem concordar, todas essas suposições são verdadeiras.

Mas os resultados do trabalho de cientistas da Universidade Heriot-Watt, publicados na revista Science Advances, indicam que a realidade objetiva não existe. Em outras palavras, o experimento sugere que uma ou mais suposições - a ideia de que existe uma realidade com a qual podemos concordar, a ideia de que temos livre escolha ou a ideia de localidade - devem estar erradas.

"O método científico se baseia em fatos universalmente aceitos, estabelecidos por medições repetidas, independentemente de quem fez as observações", escrevem os pesquisadores em seu trabalho.

Não sei quanto a você, mas minha cabeça está girando, porque os resultados obtidos fornecem evidências reais de que, quando se trata do campo da física quântica, não existe realidade objetiva.