Física Quântica para todos (11) - O Multiverso Quântico

O Multiverso Quântico

O físico Brian Greene e uma ilustração de suas infinitas possibilidades acontecendo todas ao mesmo tempo em Universos Paralelos.

O problema da medida na Física Quântica é um de seus pontos cruciais e ainda não completamente entendido pelos físicos. O que é a medida na física quântica? Consideramos o ato de medir como o próprio ato de observar. Por exemplo, já vimos nos posts anteriores (http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2012/02/fisica-quantica-para-todos-5.html; http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2012/02/fisica-quantica-para-todos-4.html; http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2011/12/fisica-quantica-para-todos-3.html) que o elétron é uma dualidade onda-partícula. O que significa isso? Significa que o elétron pode ser observado (ou medido) como uma onda ou como uma partícula, dependendo do tipo de experimento que montamos para fazer esta observação. Se montarmos o experimento da fenda dupla (quando lançamos um feixe de elétrons contra um anteparo com duas fendas paralelas) veremos que o elétron se divide e passa pelas duas fendas ao mesmo tempo, se comportando assim como uma onda! Se, por outro lado, montarmos o experimento chamado efeito fotoelétrico ( efeito que acontece ao lançarmos um feixe de luz sobre uma placa de metal), observaremos o elétron se comportando como uma partícula que pula da placa de metal ao receber os fótons de luz. Mas tem um aspecto mais estranho ainda no problema da medida em Física Quântica. Antes que a medida seja realizada dizemos que a partícula se encontra em um estado de superposição de todas as possibilidades dos resultados de medidas ao mesmo tempo. No momento de nossa medição esta onda de probabilidades se colapsa em um único resultado. Por exemplo, queremos medir o valor do spin de uma determinada partícula. Antes de efetuarmos a medida já sabemos que no caso do elétron podemos ter como resultado, (simplificadamente), os valores ½ ou -1/2. Antes da medida estes valores seguem “juntos”, numa onda de probabilidades, com 50% de chance que eu obtenha o valor ½ (positivo) e 50% de chance que eu obtenha o valor -1/2 (negativo).
 

Chegando ao tema do multiverso, o que temos hoje na Física Quântica são algumas linhas de raciocínio, algumas interpretações diferentes do que significa e do que acontece neste momento do colapso da onda de possibilidades (ou probabilidades). A  interpretação adotada atualmente pela comunidade científica é a interpretação de Copenhague. Ela diz que no momento da medida temos como resultado apenas uma das possibilidades e todo o restante, as outras possibilidades desaparecem, se aniquilam, ou como o próprio termo diz, se colapsam. 

Voltando ao exemplo do elétron, se no momento da medida, tenho como resultado o valor ½ a outra possibilidade simplesmente desaparece. Temos um resultado e isso é o que importa. O que acontece com as outras possibilidades não interessa para nós nesta abordagem. Todo este assunto introdutório que citei até agora é bastante complexo e recomento ao leitor que ainda não está familiarizado com ele leia os posts anteriores antes de prosseguir.

Os físicos Everett, Wheeler e Grahan, propuseram algo bastante diferente.  Através de cálculos matemáticos consistentes, estes físicos defendem a ideia de que todas as possibilidades ocorrem simultaneamente, só que isso acontece em Universos Paralelos. Como seria isso? Vamos tomar como exemplo o famoso Gato de Shrödinger (veja o post http://sabedoriaquantica.blogspot.com.br/2013/06/fisica-quantica-para-todos-9.html) Este gato hipotético vive em uma caixa fechada que contém um vidro de veneno que tem 50% de chance de ser derramado e matar o pobre gato e 50% de chance de não ser derramado e o gato continuar vivo! Antes de abrir a caixa e observarmos, o gato vive em uma superposição e o estado do gato (por mais estranho que pareça!) é vivo E morto (ao mesmo tempo). Apenas no momento da observação é que teremos um estado definido para o gato, de vivo ou morto.

Segundo a interpretação dos Muitos Mundos de Everett, Grahan e Wheeler (ou dos Universos Paralelos), ao observarmos o gato morto, por exemplo, o gato vivo também continua existindo, só que ele existe em uma outra linha de Universo, em um Universo Paralelo. Esta ideia já foi bastante explorada pelos filmes de Hollywood como, por exemplo, no filme “Efeito Borboleta”. Vemos neste filme todas as realidade existindo simultaneamente e o personagem principal consegue visitar várias situações diferentes dependendo das escolhas que ele faz, ou seja, das observações, processos de medida, colapsos, que ele faz como observador para determinadas situações chave em sua vida.


Voltando ao início de nossa conversa, o ponto crucial é "Como passamos do reino das possibilidades, que existe antes que a medição seja feita, ao resultado único revelado pela medição? Ou então dito de uma maneira mais geral, o que acontece com uma onda de probabilidade durante a medição que permite a conformação de uma realidade familiar, definida e única?"

Deixo para vocês esta pergunta, que é um dos pontos mais intrigantes e instigadores da Física atual!


Para saber mais:
"A Realidade Oculta - Universos Paralelos e as Leis Profundas do Cosmo". - Brian Greene
"Universo Autoconsciente". - Amit Goswami




 

"Física Quântica, Múltiplas Dimensões e Universos Paralelos" em São Paulo

 

Queridos estudantes e interessados em Física Quântica, convido para o curso:

A ciência hoje nos diz que o mundo é algo fascinante e misterioso, além do que jamais poderíamos imaginar. Nós, como observadores estamos a todo momento participando e influenciando esta realidade que nos cerca. Assim, o intuito deste curso é mostrar como os conceitos da física moderna podem influenciar no cotidiano e modificar as nossas vidas de modo profundo. Também aborda a conciliação entre física quântica, espiritualidade, estudos sobre a consciência e universos paralelos. Não há pré-requisitos para a participação. O curso é aberto para pessoas de qualquer área de trabalho/estudo. Veja abaixo os temas explorados: 1) A física de partículas - Partículas fundamentais - Partículas transportadoras de força - Antimatéria - Bóson de Higgs (a partícula de Deus) 2) Conceitos básicos da física quântica - Dualidade onda-partícula - Colapso da função de onda - O papel do Observador - Princípios da Incerteza e da Complementariedade 3) Teoria das Cordas e Teoria M. - O sonho de Einstein - A Teoria de Tudo - As múltiplas dimensões - Entendendo a quinta dimensão 4) Teoria M. - Como a nossa consciência nos leva aos Universos Paralelos 5) Física Quântica, espiritualidade e consciência - A natureza do mundo material - A mente quântica - A onipresença do elétron Sobre a palestrante Eliane Xavier é mestre em Física Teórica na área de Física Quântica pela UFPR e especialista em Ensino de Física pela UFRJ. Também é pesquisadora do grupo “Física e Humanidades” do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), no Rio de Janeiro. Praticante budista desde 2004, desenvolveu o curso de Física Quântica para o público leigo, ao perceber a importante mudança de paradigma que esta nova área da ciência está trazendo. Informações: 14 e 15 de junho Horários: 14 (sexta): 19h às 22h30 15 (sábado): 9h às 18h Espaço Paulista de Eventos Av. Paulista, 807 - 17º andar (Próximo ao metrô Trianon ou Brigadeiro, linha Verde) Veja como chegar Investimento: R$ 375,00 Parcelado no cartão com PagSeguro Informações e inscrições, clique aqui. Ou ligue (11) 3062.5247

Acompanhe o Instituto Aleph no Facebook   Instituto Aleph www.institutoaleph.com.br (11) 3062.5247 / 3732.3202

Física Quântica para todos (10) - O Gato de Shrödinger

 

As interpretações da Física Quântica - O Gato de Shrödinger

A questão da medida na Física Quântica é o ponto de maior mistério na sua interpretação. Nos posts anteriores (Física Quântica para todos (1), (2),...) a questão do colapso da função de onda foi discutida e explicada. Neste post vamos discutir como interpretar o que acontece neste momento da medida, ou da observação, de uma partícula quântica.

Temos a interpretação de Copenhagen, que é a que adotamos no meio acadêmico atualmente, que diz que no momento da medida, ou do colapso da função de onda de possibilidades, todas as outras possibilidades simplesmente desaparecem, ficando apenas uma dentre elas como resultado. Por exemplo, se vamos fazer uma medida do spin de uma partícula, o resultado pode ser  1/2  ou  -1/2 (simplificadamente). Antes da medida estas possbilidade existem simultaneamente. No momento da medida, teremos estes resultados colapsados para apenas um resultado, ou  1/2  ou  -1/2 e a outra possibilidade deixa de existir.

Na figura abaixo quando a moça não está olhando a bola de basquete está em todas as posições ao mesmo tempo. No momento da medida, ou da observação, teremos apenas um dos resultados possíveis. O colapso das possibilidades em apenas um resultado.

Mais estranho ainda é quando pensamos neste estado de superposição, antes da medida, onde todas as possibilidades existem simultaneamente. Para ilustrar o quanto isso é bizarro e a Física Quântica estranha, o famoso físico Erwin Schrödinger propôs a ideia de um gato fechado numa caixa contendo um material radioativo. O material tem 50% de chances de emitir uma partícula, que dispara todo um sistema dentro da caixa que leva a morte do gato (veja figura abaixo) e 50% de chances de não emitir esta partícula e o gato continuar vivo. Como as possibilidade são de 50% para cada caso, no momento de abrir a caixa o gato tem chances iguais de estar vivo ou morto. Neste caso ANTES da abertura da caixa, ou seja, antes da observação, o gato estaria vivo E morto ao mesmo tempo, num estado de superposição das possibilidades.

Mesmo com toda esta estranheza a Física Quântica tem se mostrado a Teoria Física de mais sucesso até hoje! O grau de acerto da Física Quântica para os fenômenos estudados por ela é comparável a lançarmos uma flecha aqui da Terra para acertamos um alvo na Lua e acertássemos em cheio. Não cabe a nós julgarmos a natureza, se sua maneira de fazer as coisas é estranha ou não, o que nos cabe é ampliarmos nossa consciência e visão de modo a alcançar o que o Universo tem a nos ensinar!

Física Quântica para Todos (9) : "Universo em Expansão e Não-localidade"

 

 

Os modelos teóricos da Cosmologia previam que nosso Universo estaria ainda em expansão, ainda sob os efeitos do Big Bang. Dados observacionais enviados pelo Telescópio Hubble informaram que estamos sim em expansão, mas numa expansão muito mais acelerada do que o previsto para este momento. Para visualizar imagine, como mostra a figura abaixo, que nosso Universo se expande como um todo, como um balão de ar que se enche. A formiguinha percorre o espaço no balão, mas este próprio espaço se expande, levando tudo que está nele, todas as galáxias, a se afastarem umas das outras, a velocidades até maiores que a da luz. Como isso é possível? A Teoria da Relatividade de Einstein diz que nada pode se mover mais rápido que a luz, mas a luz se move dentro desta estrutura chamada de "espaço x tempo". A própria estrutura "espaço x tempo" pode se expandir mais rápido que luz.

Os fenômenos chamados locais são aqueles que ocorrem dentro desta estrutura de espaço x tempo, ou seja, são fenômenos que acontecem dependentes de tempo e espaço, levam um determinado tempo e percorrem um determinado espaço. Vamos tomar como exemplo duas pessoas conversando. O som da voz de cada uma delas percorre o espaço que as distancia uma da outra e leva um tempo viajando neste espaço (a velocidade do som). Fenômenos não-locais são aqueles que acontecem "fora" da estrutura "espaço x tempo", como por exemplo o emaranhamento quântico. Duas partículas são correlacionadas em laboratório, ou emaranhadas, e após este procedimento as partículas são isoladas em laboratórios diferentes, distantes um do outro. Ao se fazer uma medida em uma partícula instantaneamente a outra partícula, que está em outro laboratório, sofre uma mudança em seu valor correspondente. Várias medidas foram feitas e não há um intervalo de tempo entre a observação da primeira partícula e a correspondente mudança e observação da segunda partícula, é algo instantaneo!

 

 Einstein duvidava que tal efeito pudesse realmente ocorrer, apesar de já ser previsto teoricamente pela Mecânica Quântica, e o chamava ironicamente de "efeito fantasmagórico à distância". Hoje em dia este tipo de experimento já foi repetido diversas vezez, em diversos laboratórios, e é comprovado o Emaranhamento Quântico, apesar de os físicos não saberem ainda ao certo o que é este efeito e nem como ele se dá.

 

Curso Universo Quântico, no Rio de Janeiro, dia 21 de março de 2013

Convido a todos para este encontro de Ciência e Vida!

 

 

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Tópicos:

 

Salto Quântico e Criatividade;

O Princípio da Incerteza: Ego x Self Quântico;

Entrelaçamento Quântico e Não-Localidade;

Hierarquia Entrelaçada: o surgimento coemergente do objeto e do observador;

A natureza do mundo material;

 

Ministrante: Eliane P. Serra Xavier

Mestre em Física Teórica na área de Física Quântica pela UFPR

Aluna do Lama Samten desde 2004.

 

Local: Rua Bento Lisboa 14 apto 1004. (Estação Catete do metrô, saída Catete, entrar na Rua Silveira Martins)

 

colaboração sugerida R$ 50,00.

 

Inscrições e Informações Gerais com  Luis Felipe pelo cel 21-8707-2678.

Informações sobre o curso no e-mail es.xavier@uol.com.br

 

 

 

Curso Gratuito de Física Moderna para Professores da Rede Pública

 

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Com muita alegria convido os Professores de Ciências e de Física da Rede Pública de Ensino para este curso gratuito que estou oferecendo em parceria com o CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas). O curso será ministrado em Curitiba.

Este é um evento do Grupo de Pesquisas “Física e Humanidades” (cliquem no link http://portal.cbpf.br/index.php?page=GruposPesquisa.Apresentacao&grupo=42 para conhecer o Grupo) do qual faço parte. O curso é oferecido exclusivamente para os Professores da Rede Pública.

O objetivo do curso é trazer para os professores as mais recentes informações da Física atual, de forma que eles possam levar estes novos e interessantes conceitos para sua sala de aula.Um lado instigante e motivador da ciência para ser trabalhado com as crianças e adolescentes.

Tópicos:

Física de Partículas:

As novas partículas encontradas; Modelo Padrão; Aceleradores de Partículas; As Partículas Transportadoras de Força;

Teoria Quântica:

Dualidade onda-partícula; Princípio da Complementaridade; Princípio da Incerteza; O Gato de Shrödinger; As Interpretações da Mecânica Quântica;
 

Teoria da Relatividade:

A dilatação do tempo; E=mc²; a geometria do Espaço x Tempo;

Teoria das Cordas:

Conceitos básicos; Universos Paralelos; Hiperespaço.

Ministrante: Eliane P Serra Xavier

Mestre em Física Teórica pela UFPR, na área de Física Quântica.

Especialista em Ensino de Física pela UFRJ.

Integrante do Grupo de Pesquisa “Física e Humanidades” do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas).
Profª de Pós-Graduação promovendo a interdisciplinaridade da Física Moderna com várias áreas de estudo.

 Encontro: dia 13 de abril, das 14h às 18h. Segundo encontro a combinar.

Local: Sala de Convenções do Edifício Palace Executive Center. Rua Padre Anchieta, 1691. Champagnat. Curitiba/PR.

Informações e inscrições antecipadas pelo e-mail fisicaquantica@uol.com.br ou pelo tel 41-9886-1769.

Fim da causalidade: eventos quânticos independem do espaço e do tempo

 

Queridos colegas,

Deixo com vcs esta espetacular matéria! O físico Amit Goswami usa a ideia de Hierarquia Entrelaçada para explicar tais fenômenos.

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/02/2013

Não poderia haver troca de informação entre os dois fótons do experimento sem violar o limite de velocidade máxima do Universo, a velocidade da luz. [Imagem: IQOQI/Vienna]

Causa sem efeito, efeito sem causa

Há cerca de dois meses, físicos demonstraram que causa e efeito não são coisas tão claras no mundo da mecânica quântica.

O trio propôs que existem situações nas quais um evento pode ser tanto a causa quanto o efeito de outro, quebrando a tão conhecida "lei de causa e efeito".

• Causalidade quântica questiona sequência de causa e efeito

Mas se você acha os experimentos mentais abstratos demais, então vai se dar melhor com um experimento real, uma experiência feita em laboratório que acaba de ser anunciada por físicos da Universidade de Viena, na Áustria.

Xiao-Song Ma e seus colegas mostraram na prática uma situação em que é impossível descrever a causalidade entre dois eventos correlacionados, ou seja, um afeta o outro, mas é impossível dizer o que é a causa e o que é o efeito.

Interpretações da física quântica

A interpretação mais aceita da física quântica, chamada interpretação de Copenhague, estabelece que as propriedades de um objeto quântico dependem dos aparelhos e da forma como esse objeto é medido - ele poderá revelar-se como uma onda ou como uma partícula.

Outro fenômeno bem conhecido é o entrelaçamento quântico, ou emaranhamento, pelo qual uma partícula quântica que compartilhe propriedades com outra é afetada instantaneamente por qualquer coisa que aconteça com a primeira, mesmo que elas sejam levadas para lados opostos da galáxia.

Embora apenas em princípio, em ambos os casos ainda se pode falar em causalidade, no sentido de que uma partícula influencia a outra ou o aparato de medição influencia a partícula.

Agora, os físicos mostraram como a medição de uma partícula - um fóton de luz - é afetada não pela medição feita nela própria, mas pela medição feita em um segundo fóton.

Em outras palavras, o fóton se comporta como partícula ou como onda dependendo da medição feita em um segundo fóton que está tão distante do primeiro que não poderia haver troca de informação entre os dois sem violar o limite de velocidade máxima do Universo, a velocidade da luz.

s físicos mostraram como a medição de uma partícula - um fóton de luz - é afetada não pela medição feita nela própria, mas pela medição feita em um segundo fóton. [Imagem: Ma et al./Pnas]

Independentes do espaço e do tempo

Os cientistas afirmam que o experimento não é suficiente para derrubar nenhum pilar da física, mas que é impossível dar uma explicação clara do que ocorre em termos de causalidade - nem mesmo "em princípio" ou por meio de outros experimentos mentais.

O primeiro fóton estava no laboratório em Viena, enquanto o segundo estava nas Ilhas Canárias, mas a "manifestação" como onda ou como partícula do fóton em Viena depende sempre da medição feita nas Ilhas Canárias.

"Nosso trabalho refuta a visão de que um sistema quântico possa, em um determinado ponto no tempo, aparecer definitivamente como uma onda ou definitivamente como uma partícula. Isso exigiria uma comunicação mais rápida do que a velocidade da luz - o que está em confronto direto com a teoria da relatividade de Einstein," disse Anton Zeilinger, coordenador dos experimentos.

"Assim, acreditamos que essa visão deve ser abandonada completamente. Em certo sentido, eventos quânticos são independentes do espaço e do tempo," conclui o pesquisador.

fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/