“Deus não joga aos dados com o Universo.”
Albert Einstein foi um dos cientistas mais famosos da História da Humanidade, e manteve com os cientistas da mecânica quântica um debate que ficou para sempre marcante.
Einstein concebia um universo com quantas, e até foi galardoado com o Prémio Nobel da Física pelo seu trabalho sobre o efeito foto-eléctrico. Estabeleceu com Planck a quantização por níveis de energia, por pacotes de energia, ou quantas, das ondas electromagnéticas, que são inversamente proporcionais aos níveis de energia.
Por exemplo um dos quanta dos fotões ( a partícula, ou bosão, que “transporta” a luz) é 575 nm, e é um nível de energia que corresponde ao “spectrum” da luz visível aos nossos olhos na intersecção das cores amarela e verde.
Luz é todo o electromagnetismo. A que vemos e a que não vemos.
Só que Einstein chegou a estes e outros fabulosos avanços empregando métodos clássicos, da física newtoniana, melhorando-os de tal forma que revolucionou o conceito do Universo.
Com Einstein o tempo deixou de ser absoluto mas pode dilatar se aumenta a velocidade do objecto medido. Mais, o tempo pode ter medidas diferentes sobre um mesmo objecto dependendo (é relativo) da localização do observador.
Não obstante, a Física de altas energias mantinha teimosamente uma propriedade intrínseca que Einstein nunca aceitou: manifestava-se, e era medida com incrível precisão em relação às suas previsões, de forma probabilística, por probabilidades de encontrar digamos um electrão no número de vezes que sondássemos a zona de interesse e não por uma equação clássica que nos diga “está” ou “está ali” ou “não está”, e caso não esteja então nunca estará.
Einstein opunha uma filosofia de equações deterministas.
Assim: em determinados sistemas a probabilidade de encontrar um eixo de rotação (de 3 possíveis) não pode ser igual a, ou maior do que, 1/2.
Ou se encontra ou não se encontra.
Só bastante mais tarde foi possível estabelecer por experiências e na base matemática do Teorema de Bell que as probabilidades eram de facto 5/9, e é maior do que 1/2.
Foi a prova experimental e matemática que elucidou que Einstein estava a ter um conceito, o clássico, não funcional no regime do muito pequeno. Ele procurava a existência de “variáveis escondidas” no meio dos seus 1/2 e Bell resolveu a favor da sua inigualdade, como ficou conhecida a 5/9 ≠ 1/2.
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Isto implicava um avanço tremendo: seria um dia possível entrelaçar pares de partículas, como electrões com spin oposto, ou fotões com polarizações opostas.
Seria possível pela observação de uma, saber, por oposição, o spin ou a polarização da outra.
Só que isso implicava que se saberia dessa informação instantaneamente, em todo o caso mais depressa do que a luz, e isso Einstein desclassificou como “acção fantasmagórica à distância.”
Nada no corpo de teorias da mecânica quântica, ou na Teoria Quântica da Informação refuta Einstein na sua Teoria da Relatividade, essa apenas implica que a luz não viaja mais depressa do que a luz, e que os objectos com massa (dita em repouso) invariante aumentam de peso com o aumento da velocidade.
Não podem por isso alcançar a velocidade da luz.
Mas nada diz a Teoria da Relatividade sobre a velocidade dos objectos emitentes, havendo galáxias inteiras que são arrastadas pela expansão do tecido do espaço-tempo (do Universo) a velocidades bem superiores à da luz.
E a informação também não está presa ou condicionada pela Teoria da Relatividade Especial, ou Geral.
Havia no entanto este debate sobre a natureza da Física, se a mecânica quântica era à luz da relação causa-efeito da mecânica clássica uma história incompleta que precisava de variáveis escondidas que determinassem uma lógica intuitiva para as suas observações.
Deus não joga aos dados, disse Einstein.
Foi então que o cientista dinamarquês Niels Bohr aconselhou Einstein, em resposta confirmada pelas Ciências, a “parar de dizer a Deus o que este tem de fazer.”
Uma experiência recente da Universidade de Delfos conseguiu abrir horizontes de regras conceptuais para a utilização de electrões para o futuro desenvolvimento do software, ou programação, dum conceito futurista, o da computação quântica, ao arquitectar uma disposição e um uso dos aparatos de detecção conhecida como Loophole-free Bell inequality violation using electron spins, na ocasião separados por uma distância de 1300 metros.
Se bem que na sua refutação do Realismo clássico de Einstein esta apenas fosse residual (é um sigma 2, são indícios típicos duma mera anomalia estatística) os experimentalistas da equipa lograram contornar um série de falhas conceptuais (de pressupostos dúbios) anteriormente suspeitadas em sistemas entrelaçados de 2 ou mais partículas.
É um debate que continua acesso fora da Física, já que nesta o paradoxo do gato de Schroedinger está resolvido pela de-coerência.
Mas é, sem dúvida, por se prestar a interpretações filosóficas e a uma vaga de neo-misticismos, apaixonante.
Parem então de dizer a Deus o que ele tem, ou não, de fazer. 🙂
“Deus não se limita a jogar aos dados… mas às vezes até os lança para onde não podem ser vistos.”
paper de referência:
Quantum Mechanics: Bell and Quantum Entropy for the Classroom
Philipp Pluch
Department of Statistics, Klagenfurt University
http://arxiv.org/pdf/physics/0701125.pdf
1 comentário
Num debate que esta experiência da Universidade de Delfos suscitou, surgiu uma curiosidade, ou um paradoxo próprio da natureza mais profunda da mecânica quântica.
As probabilidades de acordo com o teorema de Bell são maiores do que as que resultam dum cálculo probabilístico não experimental, e de primeira abordagem.
Convém salientar que as aproximações clássicas ( incluindo as que incorporem efeitos relativistas) são funcionais para pequenos grupos de partículas mesmo até altas energias mas deixam-no de o ser para grandes formações de partículas.
No entanto é curioso que as probabilidades são maiores no mundo dos regimes (mecânica quântica relativista) do muito pequeno.
Tem uma natureza idêntica ao Princípio da Incerteza, a relação inversa que está, em paralelo com o conceito de simetria, no mais profundo da cebola que até hoje a Física mais avançada logrou relatar.
Compreender será outra coisa, mas a Física narra a história da natureza, retirando as opiniões pessoais e não experimentalistas pela revisão pelos pares, ao longo de décadas nos debates mais profundos.
Todos os parâmetros da Física quântica têm que ser experimentalmente testados….todas as vezes que se fazem observações, não chegam os resultados obtidos nas observações anteriores.
Todo o corpo experimental é por natureza autónomo e independente, e isso implica aumento de dificuldade e tem como bónus o aumento da precisão.
Quanto mais pequeno maior a dificuldade (tem de se usar cada vez mais energia para se ver cada vez mais pequeno) e quanto mais pequeno maior a precisão.
O facto das experiências darem resultados tão equivalentes e tão precisos (chega a ordens de paridade de zero vírgula 17 zeros seguido de 1) resulta desta relação de troca de natureza, quanto mais energia tanto menos o tempo disponível de acção dessa energia.
O Principio da Incerteza também tem o condão de estar bem presente no nosso dia-a-dia, no mundo macro, como natureza emergente do mundo das partículas.
Quanto mais depressa corremos, menos tempo conseguimos manter o saldo de energia.
É esse o comportamento de um átomo, ou duma estrela.
🙂