Nova pesquisa pode explicar porque o comportamento quântico não acontece no dia a dia

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Com exceção dos mal-informados que acreditam na veracidade de documentários como “Quem Somos Nós”, qualquer um consegue perceber que as estranhezas observadas no universo em escala subatômica não são observadas no dia a dia. Ou seja, no “nosso” mundo macroscópico, o Gato de Schrödinger está sempre vivo.

O experimento mental do Gato de Schrödinger é uma analogia para explicar a superposição – característica que uma partícula tem de estar em dois estados ao mesmo tempo até que seja medida. Na analogia, um gato dentro de uma caixa fechada pode estar morto ou vivo. Como só podemos saber em qual estado ele está abrindo a caixa e observando, enquanto isso não acontece, ele está morto e vivo ao mesmo tempo.

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Mas a superposição, embora largamente demonstrada em partículas subatômicas, não é observada no mundo normal, aquele em que vivemos e que só precisamos dos nossos sentidos para experimentar. O motivo para a supressão dessa característica no mundo macroscópico sempre foi um mistério.

Agora, uma equipe internacional de cientistas acredita ter respondido essa questão – e ela reside, para variar, na teoria da relatividade geral do Einstein, em particular o efeito da gravidade sobre o tempo.

Tudo começa com a dilatação gravitacional do tempo, que faz com que o tempo passe mais devagar próximo de objetos massivos, como o planeta Terra. Esse fenômeno foi previsto por Einstem um século atrás e tem sido confirmado desde então.

Essa diferença na passagem do tempo sempre acontece, inclusive no nosso dia dia, a diferença é que a discrepância no nosso nível de percepção é pequena demais para ser percebida sem a ajuda de relógios especiais super-precisos.

Num artigo publicado na Nature Physics, pesquisadores da Áustria, Austrália e Estados Unidos descobriram que este mesmo efeito interfere no comportamento quântico de objetos compostos de mais de uma partícula.

Qualquer partícula vibra levemente, mas esta nova pesquisa demonstra que a vibração é afetada pela dilatação do tempo, ou seja; desacelera quando está a baixas altitudes, e acelera em altas. Isso não faz tanta diferença em escala individual, mas quando diversas partículas formam um objeto, o efeito suprime o comportamento quântico e força estes objetos a se comportarem do jeito que observamos no dia a dia.

De acordo com uma das envolvidas no projeto, Magdalena Zych, da Universidade de Queensland, na Austrália: “demonstramos como mudanças no tempo causados pela gravidade afetam a habilidade de um objeto de estar em diferentes estados quânticos simultaneamente. Mesmo o pequeno efeito na massa da Terra irá impactar o estado quântico de um objeto, e quanto maior o objeto, maior o efeito.”

Estes resultados lançam uma luz na interação entre a teoria quântica e a relatividade geral – que costumam ser consideradas em separado, mas quando colocadas juntas, parecem não fazer parte “da mesma coisa”, por assim dizer. Ainda há de se saber o que estes resultados implicam em escalas cosmológicas, realmente grandes, onde a gravidade é absurdamente maior.

Importante ressaltar que, até agora, o trabalho é puramente hipotético e não foi observado em experimentos, mas a equipe propõe que experimentos de onda-matéria pode num futuro próximo confirmar estes resultados.

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Embora eu me interesse muito pelo tema, física quântica não é a minha área, então vou esperar pessoas mais gabaritadas que eu discorrerem sobre o assunto na área de comentários. Mas, mesmo carecendo de experimentos específicos, considero pelo menos uma tentativa relevante de explicar a Gravitação quântica a partir da Mecânica quântica Relativista. Quem sabe isso não abre novos caminhos para interessantes aplicações desse conhecimento.

 

Fontes:

Medien Portal
Pikovski, Igor; Zych, Magdalena; Costa, Fabio; Brukner, Caslav. Universal decoherence due to gravitational time dilatation. Natures Physics.

3 comentários

    • Manel Rosa Martins on 17/06/2015 at 17:48
    • Responder

    E esta formulação teórica (que ainda necessita do contraditório pelos pares) é formulada a partir de partículas em repouso, ou com momento angular e orbital invariante, paradas para usar uma analogia, ou seja é para objectos nunca observados nem sustentados pela Teoria dos Campos. Mas é muito válida para estabelecer possíveis postulados da hypothesis da Gravitação quântica.

    A analogia do gato era para demonstrar a inviabilidade dum dos postulados que proveio da óptica, o facto da difracção e da interferência serem afinal a mesma entidade. Schroedinger usou-a para criticar a mecânica quântica e a anulação (a interferência que anula mutuamente os valores) de dois estados de momento angular intrínseco – ou spin – opostos.

    Ou seja, Schroedinger foi ele próprio um enorme paradoxo, sempre rejeitou a mecânica quântica e contribuiu com o maior edifício matemático que a sustenta: as funções de onda dependente e independente do tempo. Explica o modelo atómico de todos os elementos da Tabela Periódica, sendo a base da Biologia e da Química.

    Incrível Erwin Schroedinger 🙂

    1. Valeu pelo complemento, Manel! =)

        • Manel Rosa Martins on 17/06/2015 at 18:05

        Lol, as complementaridades são as implicações do Princípio da Incerteza de Heisenberg, com a implicação desconcertante de que uma partícula com muita massa, pesada, digamos um protão (uma partícula composta por 3 quarks que é o núcleo dum átomo de Hidrogénio na sua forma mais abundante) ocupar uma região muito pequena do espaço, enquanto que um electrão (o átomo de H só tem 1 protão + 1 electrão), uma partícula fundamental muito leve, ocupa uma grande região do espaço.

        Querem mais anti-intuitivo e diferente do que isto? Também há mas para ilustrar chega. 🙂

        Se me permites uma pequena a não muito importante afinação, a mecânica quântica relativista existe há décadas e explica muito melhor as propriedades dos fermiões (as partículas da matéria do dia-a-dia) e é experimentada usdada (nas imagiologia médica, por exemplo) no dia-a-dia.

        Aqui será uma tentativa de abir novos caminhos para a Gravitação quântica a partir da Mecânica quântica Relativista (que se baseia na relatividade especial) para a Relatividade Geral, que lida com os efeitos da Gravitação. É apenas uma precisão de nomenclatura. 🙂

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