O mundo dos fenômenos quânticos é cheio de paradoxos incompreensíveis à intuição humana e inexplicáveis à física clássica. Esta é a tese que quase sempre ouvimos quando se trata de mecânica quântica. Aqui estão alguns exemplos de fenômenos que são comumente considerados como quânticos: um único elétron gerando interferências por trás de duas fendas, como se estivesse passando por ambas ao mesmo tempo; partículas que estão em estados diferentes ao mesmo tempo, apenas para aparecer “magicamente” em um estado selecionado no momento da observação; medições sem interações; apagar o passado por meio de uma borracha quântica; ou, finalmente, não-localidade, que dá a impressão de que as partículas emaranhadas estão interagindo imediatamente a qualquer distância. Mas todos esses fenômenos necessariamente têm que ser puramente quânticos?
Em um artigo que acaba de ser publicado, o Dr. Pawel Blasiak, do Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências (IFJ PAN), em Cracóvia, mostrou como construir, a partir dos elementos básicos da física clássica, sistemas ópticos interferométricos amplamente entendidos, os quais reproduzem fielmente as mais estranhas previsões quânticas para partículas individuais. O modelo apresentado nos ajuda a entender melhor porque a mecânica quântica é necessária, e o que ela realmente nos diz de novo sobre a realidade que nos rodeia. Se um efeito quântico tem uma explicação clássica simples, não se deve procurar por um segredo em particular dentro isso. A publicação indica claramente o limite além do qual a teoria quântica se torna essencial: a verdadeira “magia” quântica só começa com múltiplas partículas.
O Dr. Blasiak diz:
Há muita controvérsia em torno da mecânica quântica. É tão forte que até hoje, quando essa teoria tem quase cem anos, a maioria dos físicos prefere usá-la, evitando perguntas desconfortáveis sobre interpretação.
Nossos problemas aqui resultam do fato de que… fomos muito determinados. Anteriormente, antes de tudo, observaríamos certos fenômenos e, para explicá-los, construiríamos um aparato matemático com base na intuição física bem estabelecida.
No caso da mecânica quântica, o oposto aconteceu: a partir de apenas algumas pistas experimentais, adivinhei um formalismo matemático altamente abstrato que descreve muito bem os resultados das medições em laboratório, mas não temos a menor ideia sobre o que é a realidade física por detrás disso.
Richard Feynman, o notável físico americano, estava profundamente convencido de que um fenômeno absolutamente impossível de explicar pela física clássica é a interferência quântica, responsável, entre outras coisas, pelas franjas visíveis por trás de duas fendas pelas quais passa um único objeto quântico. Erwin Schrödinger, um dos pais da mecânica quântica, tinha uma preferência diferente: entrelaçamento quântico, que pode, à distância, ligar-se às características de duas ou mais partículas quânticas.
Um grande grupo de físicos ainda está se perguntando até que ponto esses fenômenos não-intuitivos da mecânica quântica são apenas o resultado de nossas limitações cognitivas, ou seja, as maneiras pelas quais estudamos o mundo. Não a natureza, mas nossa falta de conhecimento total sobre o sistema faria com que os fenômenos nele observados adquirissem as características do exotismo inexplicável. Este tipo de abordagem é uma tentativa de olhar para a mecânica quântica como uma teoria com uma ontologia bem definida, levando à questão do que realmente distingue a teoria quântica das teorias clássicas.
O artigo da Physical Review A demonstrou os princípios da construção de modelos de quaisquer sistemas ópticos complexos, construídos com elementos que funcionam de acordo com os princípios da física clássica, com a adição de certas variáveis ocultas locais, às quais temos acesso apenas indireto.
Blasiak mostrou que, para partículas isoladas, o modelo apresentado reproduz fielmente todos os fenômenos comumente considerados como um sinal óbvio de comportamento quântico, inclusive o colapso da função de onda, interferência quântica e contextualidade. Além disso, as analogias clássicas desses fenômenos revelam-se bastante simples. No entanto, este modelo não pode reproduzir as características do emaranhamento quântico, cuja ocorrência requer pelo menos duas partículas quânticas. Isso parece indicar que o entrelaçamento e a não-localidade associada podem ser uma propriedade mais fundamental do mundo quântico do que a interferência quântica.
Basiak explica:
Esse tipo de abordagem nos permite evitar a terrível prática de respostas evasivas e jogar nossas mãos para cima nas discussões sobre os fundamentos e a interpretação da mecânica quântica. Temos as ferramentas para formular tais questões e resolvê-las com precisão. O modelo construído visa mostrar que os modelos ontológicos com acesso limitado à informação têm, pelo menos, a possibilidade potencial de explicar a maior parte dos fenômenos quânticos exóticos dentro da física clássica amplamente compreendida. O único mistério quântico a ser mantido seria o emaranhamento quântico.
O emaranhamento quântico, portanto, chega ao âmago da mecânica quântica, indicando o “algo” que força a partida da realidade compreendida classicamente e muda a fronteira do mistério para os fenômenos das multi-partículas. Acontece que os efeitos quânticos para partículas individuais podem ser reproduzidos com sucesso dentro de modelos ontológicos clássicos (isto é, locais), com acesso limitado à informação. Então, se deixarmos de fora os fenômenos multiparticulados, poderíamos basicamente ficar sem a mecânica quântica e sua não-localidade ‘assustadora’. O modelo local descrito, reproduzindo fenômenos quânticos para uma única partícula, define com muita clareza o limite além do qual afirmações relativas à não-localidade perdem sua legitimidade.
Então, Feynman ou Schrödinger? Schrödinger parece ter chegado ao coração da mecânica quântica. Mas o vencedor silencioso poderia ser… Albert Einstein, que nunca ficou satisfeito com a interpretação comumente aceita da mecânica quântica. Sem suas perguntas teimosas, não teríamos hoje nem o teorema de Bell, nem o campo da informação quântica.
Blasiak conclui:
É por isso que a pesquisa sobre os fundamentos da mecânica quântica é tão fascinante. Ela varia de questões recorrentes sobre a natureza de nossa realidade, até a essência do comportamento quântico real, à qual devemos a vantagem que as tecnologias quânticas têm sobre seus equivalentes clássicos.
(Fonte)
A física quântica confunde até mesmo as mentes humanas mais brilhantes e, embora essas mesmas mentes admitam à existência de propriedades inexplicáveis de alguns experimentos quânticos (em particular o emaranhamento quântico, que parece ser um ato de mágica), ainda declaram em alto e bom som que quaisquer manifestações consideradas paranormais por pessoas comuns são simples bobagens e frutos da imaginação humana.
“Vá entender!”
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