A profunda magia da física quântica

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

O que você sabe sobre física quântica? Até mesmo um estudante de humanidades como eu entende que a física e a física quântica estudam coisas ligeiramente diferentes.

Ao mesmo tempo, a física em geral é a ciência da natureza, que estuda como o mundo funciona e como todos os objetos e corpos interagem entre si. Como um ramo da física, a mecânica quântica estuda nosso mundo em seu nível mais profundo. O fato é que tudo o que nos rodeia consiste em átomos. Ora, mesmo você e eu não somos nada mais do que um conjunto de átomos que se originou nos núcleos de supernovas. Além disso, essa área da física é tão complexa que muitos cientistas admitem que não a entendem bem. Dado o crescente número de perguntas sem respostas e algumas semelhanças entre a física quântica e a magia, é incrivelmente atraente, mas pode ser enganoso, como muitos charlatões e pseudocientistas fazem com sucesso. Neste artigo, tentaremos entender por que a física quântica é tão semelhante à magia.

Um fóton é uma partícula elementar que não tem massa e pode existir no vácuo, movendo-se à velocidade da luz. A carga elétrica do fóton também é zero.

Ninguém no mundo entende a mecânica quântica

Todos nós amamos truques de mágica. Especialmente aqueles durante os quais o mágico pode fazer as bolas "pularem" entre copos invertidos. Em sistemas quânticos, onde as propriedades de um objeto, incluindo sua localização, podem variar dependendo de como você o observa, tais façanhas deveriam ser possíveis sem truques de mão. O fato é que, de acordo com a teoria quântica, uma partícula elementar adquire certo estado apenas no momento da observação. É difícil de acreditar, mas no final os cientistas conseguiram provar experimentalmente, usando um único fóton, que ele existe em três lugares ao mesmo tempo. Mas como isso é possível?

Um dos experimentos quânticos mais famosos é o experimento de dupla fenda, que mostrou que a luz e a matéria podem se comportar como uma partícula e uma onda ao mesmo tempo.

Deve-se notar que Albert Einstein estava interessado no sucesso da mecânica quântica - com a ajuda da qual se pode descrever com precisão o comportamento de átomos e partículas elementares. No entanto, o brilhante cientista se opôs a essa teoria e ridicularizou o conceito que está por trás dela - confusão. Na mecânica quântica, emaranhamento significa que as propriedades de uma partícula podem afetar imediatamente as propriedades de outra, independentemente da distância entre elas.

Posteriormente, uma série de experimentos elaborados mostrou que Einstein estava errado: o emaranhamento é real e nenhuma outra teoria pode explicar seus estranhos efeitos. E, no entanto, apesar da capacidade da teoria quântica de explicar os resultados experimentalmente, muitos cientistas reconhecem que a física quântica é tão complexa que dificilmente é possível entendê-la.

No entanto, o emaranhamento não é o único fenômeno que separa a teoria quântica da teoria clássica. De acordo com alguns físicos, há outro fato chocante sobre a realidade quântica que muitas vezes é esquecido e que aumenta a "magia" dessa área da física teórica. De acordo com The New Scientist, em 1967 Simon Cochen e Ernst Specker provaram matematicamente que mesmo para um objeto quântico, onde o emaranhamento é impossível, os valores que você obtém ao medir suas propriedades dependem da situação em que esse objeto está localizado. Assim, o valor da propriedade A depende se você escolhe medi-lo usando a propriedade B ou usando a propriedade C. Em termos simples, não há realidade independente da escolha da medição.

A magia da realidade

Concordo, tudo isso é no mínimo estranho e faz o cérebro literalmente estourar pelas costuras. Afinal, verifica-se que a presença de um observador determina o destino do sistema e o força a fazer uma escolha em favor de um estado. Mas isso não é uma interferência da consciência na realidade material? E se levarmos em conta que um fóton de luz pode ser simultaneamente uma partícula e uma onda e estar em três lugares ao mesmo tempo, então em que mundo vivemos? Isso é prova da existência de realidades paralelas com as mesmas leis da física?

E esta é apenas uma parte das questões para as quais a física moderna não tem respostas. Até. No entanto, tudo o que é desconhecido desde os tempos antigos assustava uma pessoa. Às vezes as pessoas estão prontas para acreditar em qualquer coisa, desde que haja pelo menos uma - e não importa qual - resposta. Por essa razão, não é de surpreender que todos os tipos de charlatães e pseudocientistas gostem tanto da física quântica. Se, por uma questão de interesse, ligar a REN TV, pode dar de cara com um dos programas sobre o outro mundo, no qual outro pseudocientista atua como especialista. Em 99 casos entre 100, sua falsa explicação da ordem mundial incluirá pelo menos uma menção à física quântica. Ao mesmo tempo, qualquer pseudocientista ostenta rapidamente termos científicos como elétron, fóton e emaranhamento, a fim de obter uma aparência mais ou menos confiável aos olhos de um observador inexperiente.

Às vezes, até me parece que qualquer charlatão que se preze é simplesmente obrigado a fazer um discurso sobre os segredos da física quântica em seu repertório. Afinal, os cientistas não têm praticamente nada a discutir com suas afirmações de que a mecânica quântica é um mistério para os cientistas. Não é conveniente? A popularização de tais idéias pode resultar em uma visão falsa do mundo para um grande número de pessoas. Idéias como essas também contribuem para a propensão para a medicina alternativa e a imposição de mãos para doenças perigosas. Então, nas telas de TV, os esotéricos com espuma na boca provam que o pensamento é material porque a física quântica está aqui, e biólogos caseiros tecem a física quântica em suas ideias infundadas sobre o genoma das ondas, etc. Tudo isso contribui para o desenvolvimento do pensamento mágico, sobre o qual escrevi com mais detalhes antes, e para o crescimento de mitos e concepções errôneas sobre o mundo em que vivemos.

Enquanto isso, a física quântica é mágica real. A magia da realidade. Sim, não entendemos muito e não sabemos as respostas às perguntas que são geradas pelo emaranhamento quântico e os resultados de vários experimentos, incluindo o gato de Schrödinger, sobre o qual meu colega Nikolai Khizhnyak escreveu anteriormente. Ao mesmo tempo, a realidade é muito mais interessante do que a ficção, porque não sabemos muito sobre ela: nosso Universo é 95% composto por misteriosa matéria escura, e também existe a energia escura, responsável pela aceleração da expansão Do universo. Além disso, no nível mais profundo, nosso mundo consiste nas menores partículas que podem estar em vários lugares ao mesmo tempo e se comportar de maneira diferente, dependendo se as estamos observando ou não. Se esta não é a magia da realidade, então o que é a realidade?

Ao mesmo tempo, a ciência já forneceu muitas respostas às perguntas mais importantes sobre o nosso mundo. De qualquer forma, acho que não há nada de errado em não saber algo e não entender a física quântica. O principal é a nossa capacidade de saber o máximo possível, de conhecer o Universo. Que, provavelmente, também se conhece através de nós.