Físicos “Esticam” Os Limites Do Princípio Da Incerteza De Heisenberg
As novas pesquisas expandem os limites da física, chegando ao emaranhamento quântico em sistemas maiores. Talvez, até contornando o princípio da incerteza de Heisenberg.
As pesquisas lançadas recentemente puxam os limites de conceitos cruciais na mecânica quântica. Estudos de dois grupos diferentes usaram pequenos tambores para demonstrar esse emaranhamento quântico. Este é um efeito geralmente ligado a partículas subatómicas. Porem também pode ser colocado em sistemas macroscópicos muito maiores. As equipas afirmam ter encontrado uma maneira de contornar o princípio da incerteza de Heisenberg.
Uma preocupação que os cientistas queriam abordar era se os sistemas maiores poderiam exibir emaranhamento quântico de maneira semelhante aos microscópicos. A mecânica quântica sugere que dois objectos podem ficar “emaranhados”, em que as propriedades de um objecto, como a posição ou a velocidade, podem ser associadas às do outro.
Um experimento realizado no National Institute of Standards and Technology dos E.U.A em Boulder, Colorado, liderado pelo físico Shlomi Kotler e seus colegas, revelou que um par de membranas de alumínio vibrantes, cada uma com cerca de 10 micrómetros de comprimento, pode ser feito para vibrar em sincronia como se eles podem ser definidos como emaranhados quânticos. A equipa de Kotler amplificou o sinal de seus dispositivos para “ver” o emaranhado com muito mais clareza. A medição de suas posições e velocidades retornou exatamente os mesmos números, mostrando que eles estavam, sem dúvida, emaranhados.
Contornando o princípio da incerteza de Heisenberg?
Mais um experimento com tambores quânticos – cada um com um quinto do tamanho de um cabelo humano – por um grupo liderado pelo professor Mika Sillanpää, da Universidade de Aalto, na Finlândia, tentou descobrir o que acontece na área entre o comportamento quântico e não quântico. Como os outros cientistas, eles igualmente alcançaram o emaranhamento quântico para objectos maiores. No entanto, eles também fizeram uma investigação interessante para contornarem o princípio da incerteza de Heisenberg.
O Dr. Matt Woolley, da Universidade de New South Wales, estabeleceu o modelo teórico do grupo. Os fotões na frequência de micro-ondas foram utilizados para produzirem um padrão de vibração sincronizado e avaliarem as posições dos tambores. Os pesquisadores conseguiram fazer os tambores vibrarem em fases opostas entre si, obtendo um “movimento quântico colectivo”.
O principal autor da pesquisa, Dr. Laure Mercier de Lepinay, afirmou que, nesta circunstância, a imprevisibilidade quântica do movimento dos tambores é cancelada se os dois tambores forem tratados como uma entidade quântica-mecânica.
Esse resultado permitiu que a equipe avaliasse as posições e o momento das cabeças de tambor virtuais simultaneamente. Sillanpää disse que um dos tambores reage a todas as forças do outro tambor de forma oposta, de alguma forma, com uma massa negativa.
Em teoria, isso não deveria ser viável sob o princípio da incerteza de Heisenberg, um dos princípios mais conhecidos da mecânica quântica. Na década de 1920, Werner Heisenberg propôs o princípio de que, ao lidar com o mundo quântico, onde as partículas também agem como ondas, há uma incerteza inerente ao medir a posição e o momento de uma partícula simultaneamente. Quanto mais exactamente medires uma variável, maior a incerteza na medição da outra. Em outras palavras, não é viável identificar simultaneamente os valores precisos da posição e do momento da partícula.
Ceticismo quântico
O astrofísico Adam Frank, contribuidor para a revista Big Think, conhecido pelo podcast 13.8, chamou-o de artigo fascinante, pois mostra que é possível criar sistemas emaranhados maiores que agem como um objecto quântico solitário. Como estamos a olhar para um único objecto quântico, a medição não parece estar “a contornar” o princípio da incerteza, pois entendemos que em sistemas emaranhados, a observação de um componente restringe o comportamento de outras partes.
Ethan Siegel, um astrofísico, comentou que a principal conquista deste trabalho mais actual é que eles desenvolveram um sistema macroscópico. Neste sistema, dois componentes são emaranhados com sucesso pela mecânica quântica em grandes escalas de comprimento, e com enormes massas. No entanto, não há evasão fundamental do princípio da incerteza de Heisenberg aqui; cada componente individual é precisamente tão incerto quanto prevêem as regras da física quântica. Embora seja crucial explorar a parceria entre o emaranhamento quântico, e as diferentes partes dos sistemas, incluindo o que acontece quando tratas ambos os componentes como um sistema solitário, nada que este estudo mostra, nega a contribuição mais significativa de Heisenberg para a física.”
Os artigos, publicados na revista Science, podem ajudar a desenvolver novas gerações de dispositivos de medição ultrassensíveis e computadores quânticos.
Leia o artigo original no Big Think.
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