21 de fev. de 2010

2. Princípios da Física Quântica

Existe muita discussão a respeito da Física Quântica, pois ela não é determinista e muitas vezes conflita com a nossa lógica baseada em tempo e espaço. As experiências quânticas apresentam inúmeros desafios ao entendimento do que se observa e desta forma diferentes interpretações e teorias surgem, e por vezes se revelam incompletas, sendo abandonadas. A pesquisa no mundo quântico ainda é uma grande incerteza e sabe-se que a teoria quântica é um punhado de equações úteis e que insistem em funcionar. Ainda não se sabe bem porque, mas funcionam. Vamos então continuar utilizando-as. Nada mais do que isso. Mas a matemática não foi feita para atrapalhar a física nem vice-versa.

Podemos entender com mais facilidade sobre os princípios da Física Quântica vendo a serie de 7 vídeos a seguir:

Universo Elegante - O Sonho de Einstein (7 vídeos)

1- http://www.youtube.com/watch?v=uEbzBQHTxRk&feature=related

2- http://www.youtube.com/watch?v=nSJyt1vqIMk&feature=related

3- http://www.youtube.com/watch?v=foJy1wOjQKc&feature=related

4- http://www.youtube.com/watch?v=DQuPptWE9nM&feature=related

5- http://www.youtube.com/watch?v=VJZYrVfsTWw&feature=related

6- http://www.youtube.com/watch?v=JuTR822hiPs&feature=related

7- http://www.youtube.com/watch?v=_qOffdDJnbo&feature=related

Como pôde ser visto nos videos, não existe uma certeza absoluta sobre como o mundo microcósmico e o macrocósmico funcionam. Existe uma grande incerteza e uma permanente busca por resposta a estas questões. Assim, também existem muitas teorias e interpretações sobre o que se julga ser a realidade... ou realidades?

2.1 Interpretações da Mecânica Quântica.

Uma interpretação da mecânica quântica é uma tentativa de responder à questão: Sobre o que trata exatamente a mecânica quântica? A questão têm as suas raízes históricas na proporia natureza da mecânica quântica, que desde o princípio foi considerada como uma teoria radicalmente diferente das teorias físicas precedentes. Porém, a mecânica quântica têm sido descrita como a teoria "mais comprovada e de maior sucesso na história da ciência".

Mecânica quântica, como uma teoria científica, tem sido muito bem sucedida em prever resultados experimentais. Isto significa, primeiro, que há uma correspondência bem definida entre os elementos do formalismo (matemático, abstrato) e os procedimentos experimentais e, em segundo lugar, que os resultados obtidos neste experimentos estão em extremo acordo com o formalismo. Além disso, as questões básicas sobre o que significa a mecânica quântica são ainda uma proposta em si mesmas e requerem algumas explicações.

O entendimento da estrutura matemática da teoria trilhou vários estágios preliminares de desenvolvimento. Por exemplo, Schrödinger de início não entendeu a natureza probabilística da função de onda associada ao elétron. Foi Max Born que propôs uma interpretação de uma distribuição de probabilidade no espaço para a posição do elétron. Outros cientistas de destaque, tais como Albert Einstein, tiveram grande dificuldade em concordar com a teoria. Mesmo se estes pontos forem tratados como problemas menores, eles têm grande importância para atividades de interpretação.

Disto não se deve, porém, presumir que a maioria dos físicos considere que a mecânica quântica necessite de uma interpretação, além das mínimas fornecidas pela interpretação instrumentalista, as quais serão apresentadas abaixo.

2.2 Comparação entre as interpretações

Até este momento, não há evidência experimental que nos permita distinguir entre as várias interpretações listadas abaixo. Para que possa evoluir, a teoria física deve ser sustentável e consistente com ela mesmo e com a realidade; problemas surgem somente quando tentamos "interpretá-la". Entretanto, existem atividades de pesquisa sendo feita no sentido de realizar testes experimentais que poderiam diferenciar entre a várias interpretações.

Algumas das interpretações mais importantes foram sumarizadas aqui:



Cada interpretação tem muitas variações. Este assunto é complexo, e não vamos aprofundar o tema neste estudo. O importante é que se perceba que ainda há muitas indefinições quanto a teoria quântica, apesar das evidências experimentais observadas.