Por que não vemos MECÂNICA QUÂNTICA no DIA-A-DIA?

eu tenho uma pergunta para você a lua ainda está no céu quando não tem ninguém olhando o nosso senso comum nos diz que sim mas por boa parte do século 20 a física quântica nos dizia que talvez não quem sabe a lua realmente só fique parada no céu quando alguém está olhando para ela ok a gente realmente precisa entender isso melhor vem comigo durante a década de 1930 Albert Einstein ficou extremamente incomodado com uma nova teoria que havia surgido a teoria quântica e eu vou ser sincero que é muito fácil olhar em retrospecto em 2023

e saber que ela faz parte das tecnologias que a gente usa no dia a dia mas se coloque no lugar de Einstein não é difícil de entender porque que ele não gostava da mecânica quântica na física clássica se você chuta uma bola a trajetória dela é perfeitamente determinada pelas leis de Newton já na descrição matemática do movimento de um objeto quântico é impossível de determinar precisamente uma trajetória para partícula tudo que nós podemos calcular é qual é a chance de a partícula se observada em uma certa posição em um certo momento a moral da história

que na mecânica quântica é o conceito de caminho percorrido não faz sentido E para piorar não é só que o conceito de caminho percorrido não faz sentido a mecânica quântica parece que a partícula Está ocupando várias posições ao mesmo tempo e ela só decide onde ela está quando alguém tenta medir a sua posição Esse é o fenômeno de superposição quântica que é responsável pelo gato de schrodigger que inclusive uma das camisetas da minha loja calma que isso vai ser rápido durante o mês de Julho você pode comprar uma caixa surpresa que contém duas camisetas mas

você não sabe quais assim como você não sabe se o gato está vivo ou se está morto só que as duas camisetas estão saindo por praticamente o preço de uma então se você gosta de bons descontos Não perca essa promoção acesse use loas.com.br ou clique no link do comentário fixado e Garanta sua caixa surpresa antes que a função de onda colapse agora de volta ao vídeo Resumindo a superposição quântica Ela diz que coisas quânticas podem estar meio que em dois lugares ao mesmo tempo os elétrons podem ter três ou mais energias ao mesmo tempo e

os átomos podem ter uma distribuição de velocidade diferentes ainda olhava para isso e custava acreditar que fazia sentido e ele desafiou essa ideia na forma de uma pergunta que ele fez para o seu colega Reis você realmente acha que a lua não está no céu quando ninguém está olhando Isso é só faz sentido dizer onde a lua está se alguém está medindo a posição da lua ponto ninguém acha que a lua some quando não tem ninguém olhando e a razão disso é que nós não observamos as estranheza quânticas no mundo que nós habitamos eu não

estou em dois lugares ao mesmo tempo mal ele sabe eu tenho uma posição bem definida no espaço e todo mundo ao meu redor tem uma posição precisamente determinada e isso só reforça a pergunta que eu deixei escondida Aqui Nós não vemos as estranhezas da mecânica quântica na escala do nosso mundo porque essa pergunta é chamada de problema da medida e na verdade ela é composta por três problemas disfarçados de um só o problema da medida é a forma técnica de perguntar porque que a realidade não parece quântica mesmo com todas as partículas que nos formam

e formam tudo ao nosso redor sendo quânticas e surpreendentemente nós fizemos avanços sérios em responder parte desse problema desde que Einstein perguntou Originalmente onde a lua está quando ninguém olha então Vamos por partes tudo no mundo quântico pode ser descrito como ondas de probabilidade e é esse comportamento de onda que gera o comportamento bizarro de partículas quânticas um exemplo disso são os padrões de interferência que surgem quando duas ondas se combinam música por exemplo é um padrão de interferência formado várias ondas de sons puros isso não tem nada estranho já um elétron pode se comportar

como duas ondas ao mesmo tempo e gerar sozinho um padrão de interferência e isso é estranho o elétron pode agir de duas formas ao mesmo tempo e essas duas ações paralelas podem afetar uma outra padrões de interferência em matérias são a principal marca dos efeitos quânticos em experimentos Mas nós nunca observamos a Lua ou uma cadeira formando esses padrões de interferência Por quê a resposta é algo chamado de coerência a de coerência surge naturalmente das regras da mecânica quântica quando nós calculamos o comportamento de um sistema quântico imerso em um ambiente Então não é que

é impossível que a lua se comporte Como Uma Onda isso é permitido pela teoria só é impossível na prática O que impede a lua de se comportar como uma onda está em dois lugares ao mesmo tempo é o fato de que ela está constantemente interagindo com o ambiente e Isso inclui a luz do sol banhando ela a chuva de neutrinas solares que consegue atravessar a lua e até a própria injeção térmica que ela emite naturalmente Então salvem o que eu vou falar agora na memória de vocês o ambiente causa a perda de coerência quântica ou

de coerência como nós chamamos a física Então como exatamente a de coerência acontece eu vou responder isso mostrando um experimento real só que na versão simplificada dele esse experimento tem resultados que validam os nossos avanços em descrever o mundo na escala humana com de coerência e para ser sincero vocês já sabem qual é o experimento pausa o vídeo agora e Tenta adivinhar nos comentários antes de eu falar vocês tem cinco segundos um dois três quatro o experimento é o experimento de interferência da Fenda Dupla uma onda que pode ser uma onda de luz som ou

um elétron se comportando como onda é jogada contra uma parede com dois furos finos Duas vendas Mas vamos usar um elétron no nosso exemplo a característica principal de uma onda é que ela não tem uma posição bem determinada no espaço ela se espalha e profunda de elétrons vai fazer exatamente isso e passar pelas duas fendas ao mesmo tempo e esse processo faz com que as duas ondas apareçam do outro lado da parede uma saindo de cada fenda e essas duas ondas representam os dois caminhos que o elétron faz ao mesmo tempo as duas ondas resultantes

se encontram causando interferência e o padrão de interferência gerado Pode ser observado numa segunda parede atrás do experimento inclusive Esse é o experimento que foi usado para provar que Eletro se comportam como ondas e que na verdade toda matéria pode ser comportar como ondas nas situações certas mas até fizemos experimentos equivalentes como moléculas químicas enormes como uma bola de 70 carbonos a Fenda Dupla prova que partículas podem passar pelas duas fendas ao mesmo tempo ou seja que matéria se comporta como ondas e super posições existem Esse é um dos experimentos fundadores da física quântica e

aqui o problema da medida Ressurge se esse experimento É verdade então porque a gente não vê objetos no mundo clássico se comportando como o Por que que eu não consigo atravessar uma parede uma das formas de destruir os efeitos quânticos é medir eles é o universo é bem chato com seres humanos se nós colocarmos um detector entre as fendas que mede por qual das fendas do elétron passa isso destrói interferência o elétron passa a se comportar como uma partícula normal e a posição final dele é sempre atrás de uma das fendas Então não temos um

padrão de diferença não temos um comportamento de onda e não temos superposição quântica ou seja obter informações precisas sobre a trajetória do elétron destrói o comportamento quântico destrói a coerência quântica e esse é o outro caso só que extremo mas o caso mais interessante é o caso intermediário nós vamos colocar um detector só cometeu ruim que localiza o elétron com alta precisão ou seja podemos estimar com alguma confiança por qual fenda é o elétron passa mas nós não podemos ter certeza Total Qual vocês acham que é o resultado final um de interferência como em uma

onda ou um padrão definido como uma partícula e a resposta é meio termo entre os dois se obtivermos informação parcial sobre o caminho do elétron a destruição dos efeitos quânticos também é só parcial Ainda sobra uma quantidade no elétron e esse é o cenário mais interessante porque ele mostra que a perda de comportamento quântico é um processo contínuo e existe uma transição entre o ser quântico e o não ser o processo dinâmico de perder o comportamento quântico é chamado de de coerência e a decoerência é por si só um processo quântico a perda de quantidade

é uma previsão da mecânica quântica quando o ambiente a levar em conta porque o ambiente médio caminho dos objetos como uma espécie de detector natural e pior a decoerência surge da coisa mais estranha da mecânica quântica entrelaçamento quântico acontece quando por exemplo dois elétrons interagem e fica impossível de escrever um único sozinho no entrelaçamento romântico não existe um elétron e um outro elétron existe apenas o sistema de dois elétrons a partir do entrelaçamento nós precisamos tratar os dois elétrons ao mesmo tempo eles ficam amarrados a ponto de perder individualidade tanto é que fazer medidas em

um dos elétrons de dar informações sobre o outro elétron e isso é o efeito que importa para de coerência o entrelaçamento guarda informação de um sistema quântico em outro no caso da decoerência as informações do mundo quântico são guardadas no ambiente cercando ele via entrelaçamento o ambiente mede informações de caminho da mesma forma que os nossos detectores medem no experimento da Fenda Dupla o que eu detector faz é se interessar como os possíveis caminhos do elétron e nisso o resultado da detecção fica associado com o caminho do elétron mas esse processo não pega só informação

do sistema ele também rouba coerência quântica do elétron a quantidade dele quanto mais informação detector obtiver mais coerência quântica ele vai Ricardo elétron e mais o elétron passa a se comportar como algo clássico e a quantidade roubada não some Ela vai para o próprio detector mas o detector é um objeto macroscópico e essa pouca quantidade de um elétron não é o suficiente para fazer o detector entrar em uma superposição de verdade por exemplo a distância entre as fendas é de 50 micrômetros então a incerteza na posição do elétron antes da detecção é de 50 milionésimos

de metro O que é muito na escala de um elétron que é 1 milhão de vezes menor do que isso mas essas distâncias não são nada na escala do detector que tem alguns centímetros ou até metros de comprimento seria impossível notar uma diferença de 50 mm na posição do nosso detector e mesmo que o detector entrasse em uma superposição mais dramática ocupando duas posições a centímetros de distância ele está em contato com o ambiente afinal se nós podemos olhar para o detector para ver o resultado do experimento Então pelo menos alguma luz está chegando detector

E essas partículas de luz fazem com detector a mesma coisa que o detector fez com o elétron a luz se entrelaça com um detector ganhando informação da posição dele e roubando a sua quanticidade suprimindo os efeitos quânticos como parte do processo as partículas do ar a luz ao nosso redor E a radiação cósmica de fundo estão constantemente medindo a posição dos objetos no mundo microscópico então é impossível que eles ganham incoerência quântica de outra forma se a lua tentasse estar em dois lugares ao mesmo tempo ela logo perderia essa capacidade por estar em contato com

a luz do sol e outras formas de radiação no espaço tanto é que para realizar experimentos com física quântica nós precisamos isolar o sistema o máximo possível quantidade é como calor se você jogar uma barra de metal a mil grau celsius no oceano o oceano ganha calor mas a temperatura dele como um todo mal muda a barra Só estava quente porque ela era pequena em relação a quantidade de calor que ela tinha mas o oceano é enorme e o calor de uma barra de metal é irrelevante se cada molécula do Oceano ganha só um pouco

de calor o oceano não esquenta de verdade o mesmo vale para decoerência quântica quando o elétron em superposição quântica interage com o ambiente o elétron espalha sua quantidade no processo mas o ambiente é grande demais para sentir efeito significativos dessa quantidade se cada molécula de ar ganha só um pouco de quantidade Então nada parece quântico inclusive de situação de calor e perda de coerência quântica costumam acontecer juntas e frequentemente elas são descritas pela mesma equação mas inclusive podemos calcular quanto tempo uma superposição quântica pode ser sustentada por objetos grandes em diferentes situações imagine um grão

de areia de 1 mm de comprimento no vácuo do espaço onde só existe a radiação cósmica de fundo se o grão de areia fosse colocado em uma superposição de duas posições a 10 mm de distância a radiação cósmica ele é destruir essa superposição em apenas dois segundos se você colocar uma pessoa do lado do grão de areia tentar Observar isso a superposição sobreviveria apenas um milionésimo de segundo antes de a radiação térmica do corpo humano media posição exata do Grão de Areia sem você querer de coerência um processo extremamente rápido e essa é uma solução

para o problema da interferência Por que não vemos física quântica na escala Humana porque adecoerência impede e esse é só o começo do porquê de coerência é uma teoria revolucionária para física quântica olhando mais a fundo a decorrência também explica a segunda parte do problema da medida que a chamada de problema da base favorita a mecânica quântica existe um número basicamente infinito de forma diferente de descrever o mesmo problema físico bases diferentes no termo técnico posição e velocidade são só um dos pares de variáveis possíveis que parecem equivalentes a outros pares de variáveis em um

primeiro momento como variáveis de destruição e criação Então por que não vemos essas variáveis de destruição na escala macroscópica Por que que só a posição e velocidade dos objetos vive nessas escalas O que que tem de especial na posição a resposta também é dada pela decoerência a decoerência acontece quando partículas quânticas interagem com outras partículas quânticas no ambiente e essa interação acontece através das quatro forças fundamentais da natureza todas as forças fundamentais da natureza dependem da posição das partículas envolvidas então interações via forças fundamentais sempre acabam medindo a primeira posição da partícula e suprimindo informações

de outras variáveis posição realmente a variável favorita do universo é ela e as variáveis relacionadas a ela que sobrevivem a decorrência por serem medidas primeiro através das forças fundamentais variáveis mais quânticas como as variáveis de criação e Destruição são suprimidas pela de coerência da mesma forma que a interferência e superposição são o que eu expliquei nesse vídeo responde duas das três perguntas por trás do problema da medida o problema do porque a realidade é clássica tudo no fundo é quântico mas falta uma pergunta que é de coerência não sabe responder porque experimentos dão resultados Isso

é se você tentar medir a posição de um elétron você obtém uma posição como resultado nada na física quântica garante que isso deve acontecer mas sempre acontece o mundo tem a cara que tem de acordo com as regras da mecânica quântica a pergunta do porquê de experimentos terem resultados provavelmente não tenham uma resposta científica ela está mais para uma pergunta filosófica do estilo porque que existe algo ao invés de nada mas não muito tempo atrás O problema da interferência da base favorita também eram perguntas do reino da filosofia da física e não da física propriamente

dita como ciência e a decoerência de um jeito de responder algo que parecia uma pergunta puramente filosófica para nomes como Albert Einstein e News que parecia filosofia e ciência bem calculada e validada experimentalmente é um feito nada do que Tremendo com isso ela revelou porque o nosso mundo não é quântico porque na verdade é quântico Mas ele também é grande muito obrigado e até a próxima [Música] Esse é o do