terça-feira, 30 de junho de 2015


Átomos podem estar em dois Lugares ao mesmo tempo
A equipe de Bonn desenvolveu um esquema que mede indiretamente a posição de um átomo. Em essência, procuram onde o átomo de césio não está. A imagem esclarece este procedimento. Vamos supor que dois recipientes estão em frente de nós e um gato está escondido sob um deles (a). No entanto, não sabemos em qual. Se levantamos o direito (b) e o vemos vazio, concluímos que o gato deve estar no jarro esquerdo e ainda não foi perturbado. Se levantamos a jarra esquerda em vez disso, perturbamos o gato (c), e a medição deve ser descartada. No mundo da macro-realista, este esquema de medição teria absolutamente nenhuma influência sobre o estado do gato, que permaneceria imperturbável o tempo todo. No mundo quântico, no entanto, uma medida negativa que revela a posição do gato, como em (b), já é suficiente para destruir a superposição quântica e influenciar o resultado da experiência
A equipe de Bonn desenvolveu um esquema que mede indiretamente a posição de um átomo. Em essência, procuram onde o átomo de césio não está. A imagem esclarece este procedimento. Vamos supor que dois recipientes estão em frente de nós e um gato está escondido sob um deles (a). No entanto, não sabemos em qual. Se levantamos o direito (b) e o vemos vazio, concluímos que o gato deve estar no jarro esquerdo e ainda não foi perturbado. Se levantamos a jarra esquerda em vez disso, perturbamos o gato (c), e a medição deve ser descartada. No mundo da macro-realista, este esquema de medição teria absolutamente nenhuma influência sobre o estado do gato, que permaneceria imperturbável o tempo todo. No mundo quântico, no entanto, uma medida negativa que revela a posição do gato, como em (b), já é suficiente para destruir a superposição quântica e influenciar o resultado da experiência
Será que uma cobrança de pênalti pode marcar um gol e perdê-lo ao mesmo tempo? Talvez na Copa do Mundo não. Mas pelo menos para objetos muuuuuuito pequenos, essa ideia é possível.
De acordo com as previsões da mecânica quântica, objetos microscópicos podem tomar caminhos diferentes AO MESMO TEMPO.

Mais do que os olhos podem ver

O mundo dos objetos macroscópicos segue outras regras: a bola de futebol, por exemplo, sempre tem uma ou outra direção definida.
Mas esse nem sempre é o caso. Físicos da Universidade de Bonn fizeram um experimento para possivelmente mostrar que esta tese é falsa, pelo menos para objetos microscópicos. A primeira experiência mostra que os átomos de césio podem efetivamente tomar dois caminhos ao mesmo tempo.
Quase 100 anos atrás, os físicos Werner Heisenberg, Max Born e Erwin Schrödinger criaram um novo campo na física e o batizaram de mecânica quântica. Objetos do mundo quântico – de acordo com essa teoria – já não se movem ao longo de um único caminho bem definido. Em vez disso, eles podem tomar caminhos diferentes simultaneamente e acabar em lugares diferentes ao mesmo tempo. Os físicos se referem a esse fenômeno como superposição quântica.
Ao nível dos átomos, é como se os objetos de fato obedecessem às leis da mecânica quântica.
Ao longo dos anos, muitos experimentos confirmaram as previsões da mecânica quântica. Em nossa experiência diária macroscópica, no entanto, assistimos a uma bola de futebol voando exatamente um caminho; ela jamais entra no gol e vai para fora ao mesmo tempo. Por que isso acontece?

“Há duas interpretações diferentes”

É o que defende o Dr. Andrea Alberti, do Instituto de Física Aplicada da Universidade de Bonn. “A mecânica quântica permite estados de superposição de grandes objetos macroscópicos. Mas esses estados são muito frágeis”, de forma que o simples ato de nossos olhos acompanhar a trajetória já é suficiente para destruir a superposição e tornar uma determinada trajetória definida.
Objetos “grandes” jogam com regras diferentes?
Parece que sim. Mas também pode ser que as bolas de futebol obedeçam a regras completamente diferentes do que as que se aplicam para átomos individuais. “Vamos falar sobre o ponto de vista macro-realista do mundo”, explica o Dr. Alberti. “De acordo com esta interpretação, a esfera se move sempre numa trajetória específica, independente da nossa observação, e em contraste com o átomo”.

Mas qual das duas interpretações é a correta?

Os objetos “grandes” se movem de forma diferente dos objetos pequenos? Em colaboração com o Dr. Clive Emary da Universidade de Hull, no Reino Unido, a equipe de Bonn surgiu com um esquema experimental que pode ajudar a responder a essa pergunta. “O desafio foi desenvolver um sistema de medição de posições dos átomos que permite falsificar teorias macro-realistas”, acrescenta Alberti.
Com duas pinças ópticas, eles pegaram um único átomo de césio e o puxaram em duas direções opostas. No mundo macro-realista, o átomo deveria, então, ficar em apenas um dos dois locais finais. Mas de acordo com a mecânica quântica, o átomo, ao invés disso, ocupou uma sobreposição das duas posições.
Os pesquisadores utilizaram medidas indiretas (vide imagem acima) para determinar a posição final do átomo da forma mais suave possível. Uma delas modificou significativamente o resultado das experiências. Esta observação exclui a possibilidade de que átomos de césio seguem uma teoria macro-realista.
Agora, o plano dos pesquisadores é separar duas posições do átomo de césio por vário milímetros, para tentar encontrar essa superposição e sacudir a teoria macro-realista.