Não poderia imaginar uma melhor forma de começar um novo ano: um post convidado de Luís Alcácer tornando fácil a mecânica quântica.
A mecânica quântica (MQ) assusta as pessoas. É uma teoria tabu. Pensam que é inacessível e que é preciso saber muita matemática para a entender. No entanto, a matemática da MQ é relativamente fácil. Contrariamente à mecânica clássica, que, a não ser a um nível elementar, precisa de cálculo diferencial, a MQ é uma álgebra (linear, que pode ser de vectores). Será que ainda se ensina álgebra e vectores no liceu? Na minha opinião, a MQ poderia ser ensinada no liceu (não sei se é!), a um nível elementar. Afinal, a MQ tem mais de 100 anos e é a teoria que serve de suporte à ciência e à tecnologia modernas, em particular à química. O difícil da MQ está no facto de que os seus conceitos fundamentais desafiam o senso comum e algumas das suas implicações põem em causa a lógica que usamos há cerca de 2400 anos.
A MQ pode ser formulada a partir de algumas regras simples (postulados), como as regras de um qualquer jogo. Para as introduzir vou recorrer a algumas analogias, ou mais correctamente, metáforas e, se necessário, a algumas, mas não muitas, liberdades formais. Vou usar como sistema físico, uma moeda, para a qual vou apenas considerar que tem duas faces: x e y. Antigamente chamavam-se "caras" e "coroas".
1ª regra: Num dado instante o estado de um sistema físico é especificado por um elemento (pode ser vector ortonormado) chamado "estado", que satisfaz as regras de uma álgebra, e é representado por um símbolo x.
Quando observo uma moeda que atirei ao ar e caiu com a face caras para cima, digo que o "estado" da moeda é "caras" ou x. Classicamente, a moeda, ao cair, só pode assumir um dos dois estados x e y. Em MQ, deve considerar-se ainda um estado intermédio, z, que é a soma ou sobreposição dos dois estados e se representa por z = ax + by, em que a e b são números. Isso é matematicamente correcto, porque numa álgebra, qualquer dos seus elementos pode sempre ser escrito como uma soma de outros (é o caso dos vectores). O significado físico é que, se a moeda estiver no estado z, está simultaneamente nos dois estados x e y.
2ª regra: Qualquer grandeza física (propriedade), T, que em princípio possa ser medida (observável), é representada por um símbolo T, a que pode também chamar-se "observável", e que se aplica a x, dando, por exemplo, Tx = w, sendo w também um estado.
3ª regra: O único resultado possível de uma medição de uma dada observável, T, é um dos valores numéricos do conjunto dos valores possíveis dessa observável. A cada estado corresponde um valor da observável, podendo haver valores a que correspondem vários estados. Se, imediatamente antes da medição, o sistema estiver no estado z = ax + by, então os resultados da medição, tx ou ty, serão obtidos com as probabilidades a2 e b2, respectivamente, sendo tx o valor característico (ou próprio) do estado x e ty o valor característico do estado y. Note-se que o resultado de uma única medição será sempre um só dos valores. Imediatamente após a medição, o sistema fica no estado correspondente ao valor medido.
Estas três regras são talvez suficientes para uma matemática da MQ, se não considerarmos a evolução do sistema no tempo.
Vejamos algumas primeiras implicações desta teoria:
O que significa a frase "se a moeda estiver no estado z = ax + by, está simultaneamente nos dois estados x e y"? Em princípio, se, ao atirar a moeda ao ar, conhecesse todos os detalhes da moeda e das forças a ela aplicada, deveria, segundo a mecânica clássica, ser capaz de prever qual o resultado final. Dada a complicação do problema, aceitamos ignorar essas condições, embora assumamos que elas existem, e usamos cálculo de probabilidades para fazer previsões. Se considerarmos que a moeda não está viciada e que a pessoa que a atirou não usou nenhum truque especial, podemos dizer que a moeda tem 50% de probabilidade de cair caras e 50% de probabilidade de cair coroas.
No contexto da MQ, quando atiro a moeda ao ar, há alguns instantes em que a moeda (ou os deuses ou Deus) ainda não decidiu para que lado cairia. Durante esses instantes assume-se que a moeda está num estado não definido do tipo z = ax + by (1ª regra). A MQ prevê que a moeda cairá caras (estado final x) com uma probabilidade a2 ou coroas (estado final y) com uma probabilidade b2 (3ª regra). Mas é claro que o resultado final só pode ser um. Se, imediatamente depois da moeda ter caído no estado caras, fizermos uma nova observação, o resultado será necessariamente caras (3ª regra). Onde está a 2ª regra? Podemos atribuir o valor numérico +1 ao resultado caras e o valor —1 ao resultado coroas e escrever Tx = +1x e Ty = —1y (2ª regra). Diz-se que a observável T tem o valor +1 quando a moeda está no estado x e o valor —1, quando a moeda está no estado y.
Uma moeda é um objecto macroscópico e não há necessidade de lhe aplicar a MQ. Mas se se tratar, por exemplo, de um electrão, então todas estas regras são necessárias, e se, no texto anterior, substituirmos "moeda" por "electrão" teremos uma verdadeira mecânica quântica.
Note-se que o formalismo baseado nas regras anteriores só é válido para sistemas isolados, o que não acontece na maior parte das aplicações concretas. Em rigor, se quisermos tratar correctamente o problema de uma medição sobre um dado sistema, devemos incluir também o aparelho de medida para não incluir já o observador e o resto do universo.
Na interpretação da escola de Copenhaga (Bohr e seus seguidores), o problema é resolvido, admitindo (sem demonstração formal) que o sistema em estudo poderia ser estudado pelas equações da mecânica quântica, e o sistema de medida (p.ex., um aparelho macroscópico) deveria ser descrito pela física clássica. Essa proposta levanta, naturalmente muitas objecções, como, por exemplo, a de saber qual o tamanho mínimo que o aparelho de medida deve ter para não ser tratado como um objecto quântico.
Por outro lado, os resultados dos cálculos tinham um carácter probabilístico, de difícil interpretação, e levantando verdadeiros problemas de lógica. O mistério do gato de Schrödinger e o paradoxo de EPR (Einstein, Podolsky e Rosen) e outros são exemplos correntes. Estas questões têm sido objecto da atenção de físicos teóricos e experimentalistas, e pode talvez afirmar-se que as investigações dos últimos quinze ou vinte anos já deram os seus frutos, sendo hoje possível uma melhor compreensão da mecânica quântica, que infelizmente é, em geral, ignorada a nível dos cursos de licenciatura, e nos textos propostos para esse nível, continuando a insistir-se na interpretação restrita da escola de Copenhaga, que está francamente desactualizada. Não é que a interpretação de Copenhaga esteja errada nos seus aspectos fundamentais.
Necessita, sim, de alguns aperfeiçoamentos, ou mesmo de uma nova perspectiva, passados que foram oitenta anos. A renovação da interpretação convencional é o resultado de várias descobertas significativas. A mudança mais importante ocorreu no período de 1975 a 1982 com a descoberta e compreensão do efeito de descoerência, que é responsável por destruir as sobreposições associadas a várias propriedades macroscópicas. No exemplo da moeda, poderíamos considerar que o comportamento quântico da moeda só tem razão de ser nos breves instantes antes da "decisão" de cair caras ou coroas. A destruição da sobreposição z = ax + by para dar x com probabilidade a2 ou y com probabilidade b2 é a descoerência.
O fenómeno de descoerência é, em geral, considerado extremamente rápido e eficiente, especialmente para objectos macroscópicos em que predominam as interacções entre todas as suas partículas. Ocorre com tanta rapidez que é extremamente difícil apanhá-lo, e quando se observa o sistema, ele já ocorreu. Há, no entanto, evidência experimental em muitas situações. Num anel de material supercondutor, interrompido por uma junção isoladora, ocorrem correntes eléctricas em estados de sobreposição (correntes que circulam no sentido dos ponteiros do relógio em sobreposição com correntes que circulam no sentido inverso).
Luís Alcácer
27 comentários:
:)
Bela forma de começar o ano!
De facto, o Luís Alcácer nestes dois posts apresenta de forma simples a MQ, sem deixar de lado alguns problemas filosóficos.
Bom Ano Novo!
Porque que não começar o ano 2008 com uma boa e agradável leitura?
Na interpretação clássica da MQ, seguindo a escola de Niels Bohr, a moeda é um conjunto de estados potenciais que se materializam no acto de observação numa ou outra face de acordo com um esquema probabilístico. Mas só quando se considera um único lançamento é que se define claramente o esquema de decisão cara vs coroa. Aqui é o observador que escolhe a face em que a moeda se materializa, em suma o observador cria a moeda e a sua face (previamente inexistente) assumindo as características de um criador omnipresente e omnipotente, ou seja… Deus.
Porque é que se nega que a moeda existe antes da observação? Porque é que se afirma que a moeda é um conjunto de estados potenciais? Será que a moeda não tem existência real independente do observador?
No livro "Diálogos sobre Física Quântica. Dos paradoxos à não-linearidade", Esfera do Caos, 2006 encontram-se respostas claras, facilmente compreensíveis. Os autores, não se escondendo atrás de formalismos matemáticos (é um livro de texto), contam a história e as motivações pelas quais as entidades quânticas se afastaram tanto da descrição causal e determinista do movimento duma bola de bilhar ou da propagação duma onda do mar.
Para finalizar os autores demonstram ainda que a MQ da escola de Niels Bohr é limitada e que actualmente já se conhecem situações experimentais não previstas e incapazes de serem descritas por esta interpretação, referem também que já é possível descrever a MQ de forma causal sem recorrer a formalismos bizarros e desmascaram situações de pseudociência como retroacções no passado e viagens no tempo.
Desejo a todos os neófitos do saber que anseiam por um esclarecimento claro, simples, livre de preconceitos e misticismos um bom 2008 com a leitura deste fantástico livro.
Alexandre Dias
É preciso que se diga, pois se não se disser até parece que é assim, que o Luís Alcácer passa, neste dois "post", apenas muito superficialmente por aquilo que são os famosos "problemas filosóficos" da MQ e, até dos próprios fundamentos da MQ. E a própria visão que aqui nos trás é fortemente equinada, ou até mesmo declaramente decalcada, pelas teses do Roland Omnès. Eu creio -aliás- que o próprio Luís Alcácer terá consciência disso, mas convém por a coisa a limpo. Por essa razão, acho que era de sugerir a leitura de não só os livros do Omnès mas igualmente o "On Physics and Philosophy" do d'Espagnat (que é muitissimo mais rico que o livro do Omnès) ou o obrigatório "The Philosophy of Quantum Mechanics" do Jammer. Mas, é claro, há uma imensa bibliografia de extrema qualidade em língua inglesa. Em língua portuguesa, para além do já referido livro do Croca, há o "Paradoxos e Realidade" do Selleri (que sendo muito fraco na parte filosófica, é uma introdução muito interessante e não técnica à MQ) e o incontornável "Quanta, Grãos e Campos" do Prof. Andrade e Silva (que foi durante uns 30 anos assistente do De Broglie) que, embora já um pouco datado, é magnífico.
Escusado será dizer que pela net fora existem imensas páginas introdutórias à MQ. Não era preciso, à triste maneira portuguesa, recomendar a leitura do seu livro. É - desculpe que lhe diga - pretencioso fazê-lo.
Quanto ao mais, pedi-lhe que não misturasse o princípio de complementariedade com a não-localidade, como o faz no post anterior. (basta dizer que a tese de Bohm-De Broglie sendo não local rejeita o princípio de complementariedade). Não afirme que "O spin pode ter um dos dois valores: +1/2 e -1/2", pois constitui um erro científico extremamente grave (o universo é todo feito de fermiões?). E não diga que a MQ tem mais de 100 anos. O termo Mecânica quântica foi inventado pelo Born em 1926 (ou 1925, não me recordo agora) e tinha em mente a teoria que estaria para surgir em substituição da primeira teoria quântica. Mais de 100 anos tem a a hipótese Ad-Hoc dos quanta de energia. Daqui até à Mecânica (este termo não é por acaso) Quântica iria um grande caminho. (por exemplo, pela Mecânica Ondulatória).
Ah! Finalmente. As moedas podem cair de pé. As coisas em MQ não são nada fáceis. Aliás, devemos sempre ter muitas reservas quando alguém nos diz que uma tal teoria científica é muito simples. Primeiro sinal de que não se percebeu realmente.
Esta guerra do Croca passa-me completamente ao lado, não percebo o que está em jogo nem porque tanto lamuriam os crockars.
Não sei o que se passa na física mas na minha área é absolutamente normal grandes discussões sobre temas quentes, ás vezes em linguagem acesa.
Numa das últimas conferências a que fui fizemos apostas sobre se dois que descreviam o trabalho um do outro como bull shit se pegavam (não, e foi uma pena :)
Agora não percebo porque razão os Crockars insultam os outros e chamam pretenciosos aos outros porque referem os livros que escreveram (e não tiveram tanta contestação, pelos vistos) ao mesmo tempo que propagandeiam o livro do Croca.
Eu gostei muitos dos dois posts do Luís Alcácer.
Se os crockars acham que a física Croca é que está certa, isso resolve-se nas páginas das revistas científicas, não desta maneira.
Rita: Não há nenhuma física Croca. O que há - e há muitas - interpretações sobre a MQ. As teses principais do Croca nem sequer são dele. São do De Broglie. E a interpretação de Bohm-De Broglie (da qual a do Croca é apenas uma versão) já se mostrou ser tão "verdadeira" quanto a de Copenhaga (ou ortodoxa, como lhe chamou Popper). Acredite ou não, já se mostrou que se pode optar por uma física ou outra que os resultados previstos são os mesmos. É apenas uma questão de "preferencia filosófica". A MQ ensinada é uma convenção.É triste, mas é assim. Mas igualmente seria assim se se ensinasse a MQ versão Bohm-De Broglie.
Os fenómenos quânticos são tão complexos e tão mal conhecidos que permitem uma multiplicidade de interpretações coerentes. Ao Prof. Croca (baseado nas teses de Luis de Broglie) cabe o mérito de ter sido o primeiro a demonstrar que é possível ultrapassar o limite teórico de Heisenberg e criar uma teoria causal, mais abrangente que as anteriores, onde as entidades quânticas existem independentemente do observador.
Cara Rita: se lhe faz confusão aceitar que uma moeda lançada ao ar “é uma infinidade de estados virtuais” sendo “o observador que cria a realidade”.
Se prefere aceitar que a moeda era real antes do lançamento, que foi lançada ao ar e cai com uma face para cima e finalmente houve um observador que verificou o sucedido.
Se não lhe faz confusão a capacidade de visualizar átomos usando como fonte de luz comprimentos de onda francamente superiores ao diâmetro da malha cristalina da amostra (conforme demonstrado experimentalmente).
Então cara Rita… é uma acérrima defensora do trabalho do Prof. Croca
Alexandre Dias
Meu caro Alexandre Dias:
A mim não me faz confusão nenhuma a descrição microscópica da Mecânica Quântica desde que consiga aplicar macroscopicamente o modelo resultante da interpretação mais aceite.
E, pelo menos na Biologia, os que utilizam os modelos não se queixam :)
Já percebi ao longo das discussões de MQ aqui no DRN que há muitos físicos que se preocupam mais com as implicações filosóficas e metafísicas dos modelos que com o resto.
Eu como de filosofia só vou percebendo o que o Desidério nos explica, deixo as discussões dos barcos de Teseu para quem de direito.
Pelo que percebi, esta iterpretação do de Broglie (prontos não é Croca...) é contestada desde que foi proposta e não há muitos que a aceitem.
Não faz muito sentido vir para um blog de divulgação científica insultar os postadores porque não foram convencidos por uma teoria marginal - de que muito poucos ouviram falar.
Se quem trabalha na área não reconhece mérito à teoria, porque razão vocês esperam que ela seja divulgada?
Não é mandando umas bocas sobre a "confusão" que um modelo causa aos leigos da área que se estabelece que um modelo alternativo é melhor.
O modelo da evolução causa muita confusão a muitos leigos e não é por isso que explicações alternativas são melhores...
Rita:
A guerra Croca na realidade já vem de há muito tempo.
Em 1926-27, Louis de Broglie propunha interpretar os objectos microscópicos como consistindo de uma partícula guiada por uma onda associada.
O que acontece com a onda quando a partícula é detectada? Segunda essa teoria da "onda-guia", a onda que não interage com o detector continuaria a propagar-se, sem poder ser detectada: seria a modos que uma onda vazia.
Os vários discípulos de de Broglie, F. Selleri e outros (menciono o Selleri porque é qem fez a recensão de um dos livros do Croca e o livro dele é sugerido pelo jlc) têm tentado vender esta ideia sem sucesso porque todas as experiências que tentam arranjar falham em provar o que deveriam provar.
Em 1990, os porponentes nacionais da "nova" MQ - Croca, R. et al. (1990), Found. Phys. Lett. 3, 557 - publicaram um artigo em que descreviam uma experiência de interferência de dois fotões em que porpunham que os efeitos de interferência são esperados classicamente [de acordo com sua versão da teoria da onda-guia de de Broglie], mas não de acordo com a MQ aceite.
Pouco depois, o artigo foi dissecado - por exemplo, Wang, L.J.; Zou, X.Y. & Mandel, L. (1991), Phys. Rev. Lett. 66, 1111-4 - e conclui-se "que os resultados experimentais claramente contradizem o que se espera com base na teoria da onda-guia de de Broglie, mas estão em boa concordância com as previsões da teoria quântica usual, incluindo o implícito colapso da função de onda".
Ah! Gostei muito dos posts do Luís Alcácer, de facto conseguem o que propunha o título :)
Acho muito feio que o Croca e seus discípulos venham para aqui com estes comentários.
Acrescento que a tese de Bohm-De Broglie é normalmente descrita pelos físicos mais simpáticos não como BS mas como surrealista :)
Para além das estranhas e surrealistas trajectórias de partículas previstas pela Mecânica Bohmiana na experiência das duas fendas introduz um desnecesário aumento de complexidade: a equação modificada de H-J para além de complicada e altamente não-linear tem muitos problemas formais. O próprio potencial quântico que introduziram ad hoc mesmo para Bohm parecia ‘um tanto estranho e arbitrário’).
Alguns porblemas formais:
1- Não é possível relacionar a Mecânica Bohmiana com a abordagem da integral de trajectória de Feynman
2- Tanto a versão original de Bohm como a versão "minimalista" (sem potencial quântico) de Dürr et al. t~em problemas "ontológicos". Uma partícula responde ao campo Y mas não actua sobre Y, para as ondas s do hidrogénio como Y é real a velocidade do electrão srria nula (!!)
3- Dürr et al nunca consegiram responder às objecções de Englert et al. sobre as trajectórias dos electrões proibidas pela Mecânica Bohmiana nas experiências de duas fendas em que se colocam micromasers junto às fendas...
Em nome da verdade desportiva, cumpre-se dizer o seguinte:
"o artigo foi dissecado - por exemplo, Wang, L.J.; Zou, X.Y. & Mandel, L. (1991), Phys. Rev. Lett. 66, 1111-4 - e conclui-se "que os resultados experimentais claramente contradizem o que se espera com base na teoria da onda-guia de de Broglie, mas estão em boa concordância com as previsões da teoria quântica usual, incluindo o implícito colapso da função de onda"
1) Se seguiu o debate científico, a experiência de Mandel mostrou-se para uns inconclusivo e para outros aquilo que refere. Outras experiências (tanto pelo grupo Croca, como por outros) têm sido propostas, mas, pelo que tenho conhecimento, ainda não foram realizadas. De qualquer modo o debate é, aqui, totalmente científico e encontra-se aberto. (só por ilusão ou ignorância é se pensa que o debate científico morre assim, num golpe só)
2)"normalmente descrita pelos físicos mais simpáticos não como BS mas como surrealista :)"
Há dois tipos de físicos quânticos. Os que seguem a regra de ouro "cala-te e calcula" e os que ainda procuram - talvez escusadamente - compreender o que se passa. Os primeiros talvez afirmam o que diz. Mas os segundos não. Sejam eles da linha da interpretação que forem. Posso lhe dar dezenas de referências bibliográficas não-tese De Broglie onde tal é afirmado. Portanto, não se dê ao trabalho de ser porta-voz de toda a comunidade científica.
3) "Para além das estranhas e surrealistas trajectórias de partículas previstas pela Mecânica Bohmiana na experiência das duas fendas introduz um desnecesário aumento de complexidade: a equação modificada de H-J para além de complicada e altamente não-linear tem muitos problemas formais. O próprio potencial quântico que introduziram ad hoc mesmo para Bohm parecia ‘um tanto estranho e arbitrário’)"
Não há estranhas e surrealistas trajectórias das partículas. Elas são trajectórias "clássicas". Nem há qualquer aumento de complexidade ou caracter fortemente não-linear. A equação continua a ser essencialmente linear. No caso do Croca é que a equação é não linear. Contudo, surrealista é ter ondas de potencial infinitas no espaço e no tempo ( ou vectores num espaço de Hilbert), partículas pontuais, vazio, ideialismo material, etc, etc. Por outro lado, a ciência sempre se fez no caminho da complexidade. Logo, não é argumento.
(há vários autores que têm tentado mostrar que escolher a linha Bohr ou a linha Bohm é apenas uma questão de "gosto")
4)"O próprio potencial quântico que introduziram ad hoc mesmo para Bohm parecia ‘um tanto estranho e arbitrário’)...Alguns porblemas formais"
Certo. Mas é igualmente de recordar que a construção de alguns operadores é também Ad-Hoc e que não há teoria mais Ad-Hoc e com problemas formais que a Electrodinâmica Quântica. Contudo, não é por isso que há grandes problemas. Resta também dizer que a multidão de outras interpretações sofrem, em quase todos os casos, dos mesmos problemas. O debate está aberto e tem sido muito activo nos últimos 20/30 anos.
4)"Não faz muito sentido vir para um blog de divulgação científica insultar os postadores porque não foram convencidos por uma teoria marginal - de que muito poucos ouviram falar."
Não vejo onde está o insulto. A verdade é que há imensas obras de grande qualidade em inglês e algumas de boa qualidade em português (para lhe ser franco, nem sequer incluo o livro do Croca neste grupo). Logo, é algo pretencioso sugerir a leitura do seu próprio livro e pouco esclarecido dar como sugestão bibliográfica apenas o livro do Omnès. Livro esse que não é de divulgação científica. É um livro com uma tese, com uma interpretação marginal. Como há muitas outras.
Dá a ideia que o autor do Post não está muito a par do que se passa.
5) Há erros científicos (o dos Spins é de palmatória), históricos e conceptuais no "post". Indiquei alguns. Mas muitos mais parece-me haver. Com isso não se pode ser condescendente, mesmo reconhecendo o mérito desta tentiva de divulgação.
6) Espero que tenha ficado à vista que isto da MQ é bastante mais complicado do que parece à primeira vista e que o debate é sério. Não é para ser passado a galope. E ainda agora só abordámos a superfície.
Meu caro jlc:
O erro científico dos spins que indica se calhar deriva de não ter lido a nota toda:) que indica claramente estar-se a falar do electrão. Os bosões não são para aqui chamados ...
Sobre a linha Bohm conheço muito pouca gente que a siga, pelos problemas formais que apresenta. Como disse o Luís Alcácer, a tentativa de Bohm foi mal sucedido e não grangeou muitos seguidores, por muito que isso custe a aceitar aos seus discípulos.
A linha Bohm é física "velha" e ultrapassada que conheceu um breve ressurgimento depois da morte de Bohm em 1992. A sua interpretação de variáveis ocultas para a Mecânica Quântica, lançada em 1952, e que atribui posições e velocidades bem definidas para as partículas, foi relançada pelos alunos de Bohm e de Louis de Broglie, para o que contaram com a ajuda de John S. Bell.
Mesmo não fazendo uso do improvável conceito de "potencial quântico", que incorpora a não-localidade da teoria, continua, por exemplo, a ser impossível a extensão da teoria para o domínio relativístico.
Não é a complexidade desnecessária da teoria que a torna pouco credível, é o facto de não servir para nada :)
Caro Pedro:
1) A nota reza assim: "O spin pode ter um dos dois valores: +1/2 e -1/2". E a nota era explicativa do que era o Spin. Logo, há asneira. Ou não isto que queria escrever ou escreveu o que certamente não queria.
Mas se quiser apresento-lhe mais erros. Por exemplo,quando se diz: "Restaurariam também à teoria, a causalidade e a localidade (a MQ sugeria, de certo modo, a possibilidade de acção a distância, ou não localidade). A tentativa de David Bohm não foi bem sucedida, uma vez que tinha o defeito de também ter estrutura não local."
A MQ não sugere a não-localidade. Ela é não-local. A tentativa de Bohm não falha por ser não-local. etc,etc.
2) "Não é a complexidade desnecessária da teoria que a torna pouco credível, é o facto de não servir para nada :)"
Se refere a não trazer nada de resultados experimentais novos em relação à chamada MQ ortodoxa, então estamos de acordo. Porém, não se precipite e diga que é uma linha morta ou antiquada. Primeiro, porque em ciência não há linhas de investigação mortas. Depois, porque nos últimos dez anos tem havido imensa gente a publicar e a desenvolver sub-teses ligadas à interpretação de Bohm-Broglie (bem como de Everett, e outras). E finalmente, porque todas estas teorias merecem ser trabalhadas pois são propostas alternativas - com problemas, bem certo - consistentes. E não creio que sejam mais complexas do que uma interpretação onde existe um "nucleo irracional irredutível" (palavras de Bohr). Não creio que exista algo mais complexo do que o irracional.
Tomei a liberdade de anunciar o livro de divulgação do Prof. Croca, dado neste blogue se insistir em apresentar uma única versão da MQ. O blogue é deliberadamente amputado, não dando hipótese de escolha a leitores inocentes fora do contexto. O incauto é “obrigado” a aceitar os seus conceitos quando poderia optar por outra via, nomadamente as explicações causais das quais participo.
Isto é particularmente grave dado que, actualmente, a discussão de novas hipóteses está ao rubro.
Compreendo perfeitamente quem, num acto de profissão de fé, sustente que o Universo não passa de um conjunto de estados virtuais inexistentes por si próprios, abraçando e defendendo a epistemologia de Niels Bohr. Mesmo quando se apercebe que o limite de Heisenberg (imposição fundamental desta teoria) foi ultrapassado experimentalmente. Mas tornar um bloque, que se pretende científico, numa “catequese” para crianças de 10 anos ultrapassa os limites da razoabilidade.
Na verdade o último post relevante deste blogue sobre MQ foi a notícia da atribuição do prémio Santilli-Galilei ao Prof. Croca. Pena ter sido apresentado não como um sucesso da física Portuguesa mas sim como uma aberração subversiva. Sugiro que leiam o último comentário do Post “Grandes Erros, O Prémio Santilli Galileu”.
Em relação à experiência de Rochester gostaria de referir que, por motivos mal esclarecidos, não foi realizada da forma originalmente proposta pelo Prof. Croca. Talvez, após a ampla divulgação da violação dos limites de Heisenberg, novos grupos se interessem e a realizem de novo assim como muitas das demais experiências propostas por outros grupos.
Alexandre Dias
Caro jlc:
Atrevi-me a copiar a nota, que se refere exclusivamente ao spin do electrão:
[vi] O spin é uma propriedade do electrão. Não tem analogia clássica. É uma espécie de movimento de rotação em torno de si próprio, o que não faz muito sentido pois o electrão é considerado na MQ convencional uma partícula sem dimensões. O spin pode ter um dos dois valores: +1/2 e -1/2, o que metaforicamente poderia significar rodar no sentido dos ponteiros do relógio, ou em sentido oposto.
Retomando as várias interpretações da MQ, há 80 anos que se procuram as ondas vazias de de Broglie, retomadas pelo Croca e outros.
Nunca se encontrou a mínima evidência destas onddas. Como toda a interpretação assenta na existência de ondas guia se não há evidência experimental depois de 8 décadas para quê insistir?
A teoria de Broglie-Bohm pertence ao passado da física. Existem várias interpretações modernas da MQ, mais ou menos convergentes, algumas cuja verificação começa a ser possível.
Até lá, não vale a pena estar a tentar recuperar algo que já se mostrou não resistir a qualquer verificação experimental.
As experiências pensadas foram muito úteis no tempo de Einstein, hoje em dia ninguém se convence apenas com este tipo de "experiências".
Ou opta por entender que Spin é propriedade dos electrões ou que só existem dois tipos de Spin.
Já agora, na última frase, a questão de "rodar" para um lado ou outro é dado - como sabe - pelo sinal. Não pelo facto de ser um não-inteiro. A frase não é clara em relação a isto.
A diferença entre boa e má divulgação científica passa também por aqui: escrever com todo o rigor e clareza. Não foi, para mim, este o caso. Mas - reconheçamos - é empresa difícil.
Creio que ficou claro que a tese do Croca, por muito que não concorde com ela ou mesmo que se considere como disparatada, não é pseudo-científica. Como deixou a entender, de forma vil, o Carlos Fiolhais.
Caro Pedro. Perdoe-me, mas, se mais nada de significativo houver, retiro-me deste debate. Há trabalho para se fazer.
Grato pela conversa. (sem qualquer tipo de ironia)
Correcção
Spin é propriedade dos electrões (e apenas dos electrões)
Caro Alexandre:
Não considero grande sucesso da física portuguesa alguém receber um prémio "for the crusading work towards the demise of the prevailing scientific obscurantism" dado por uma coisa ligada ao Santilli.
O Santilli artmou estas teorias da conspiração por não lhe reconhecerem o génio. O problema é que se houve algum génio evaporou-se há quase trinta anos: o Santilli passou-se em finais dos anos oitenta e a partir daí só tem produzido lixo pseudo-científico.
Tenho a certeza que é lixo basta ler as tretas do Santilli sobre a mecânica hadrónica ou sobre a sua "descoberta" do MagneGas e MagneHydrogen, magneculas ligadas por "toroidal polarization of the orbits of [at least] the valence electrons".
Não tinha visto o seu comentário. (terá sido uma das famosas retroacções quânticas?)
"se não há evidência experimental depois de 8 décadas para quê insistir?"
O mesmo se passou com os monopólos magnéticos, entre outros exemplos.
Por outro lado, a questão da evidência ou falta dela é uma questão muito complicada e nada clara. Hoje há imenso trabalho em estocástica quântica e há dados experimentais que a MQ ortodoxa tem dificuldade em encaixar.
Voltemos a este assunto daqui a 20 anos, pode ser?
De qualquer modo, uma teoria científica não se rejeita por falta de evidência experimental. Já viu o que seria do Heliocentrismo de Copérnico, da Relatividade Generalizada ou das super-cordas?
«No entanto, a matemática da MQ é relativamente fácil. Contrariamente à mecânica clássica, que, a não ser a um nível elementar, precisa de cálculo diferencial»
Pois, e consegue fazer Mecânica Quântica:
*sem números complexos?
*sem saber que as condições de quantização advêm de condições fronteira por vezes no infinito relacionadas com o facto de a função de onda ter de ser L^2?
*Sem análise de Fourier?
*Sem teoria de representações lineares de grupos para tratar momento angular/spin?
Não consegue fazer pois não? Ou se consegue o que faz é próximo de 0.
Quanto à descoerência pouco ou nada se retira dela e nem sei porque continuam a falar disso. Razão tem o Penrose que nas lectures que dá faz uma boa sátira aos que de cada vez que ele faz a ilustração do problema do gato lhe dizem que ele não considerou o ambiente.
Se acha realmente que a Matemática associada à MQ é mais simples do que a envolvida na Mecânica Clássica desafio-o a resolver aqui a descrição da queda de um grave em mecânica quântica e depois em termos clássicos. Depois disso falamos.
Pouco ou nada sei de física mas, pelos comentários realizados, este post parece uma caixinha de tesourinhos deprimentes
Caro Pedro, em relação ao trabalho do Prof. Santilli só posso dizer que, de momento, não estou suficientemente dentro do assunto para emitir uma opinião, sendo constrangido a admitir a possibilidade do que sugere. Mas isto em nada diminui o trabalho do Prof. Croca, que, volto a repetir, foi o primeiro a abalar os alicerces da interpretação de Copenhaga.
Acho ainda que o Blog do vosso grupo deveria responder ao desafio proposto pela Associação Santilli Galilei. Mais concretamente publicar a contestação do post “Grandes Erros, O Prémio Santilli Galileu”, dissecá-la e rebatê-la.
A contestação/ desafio lançado pode ser encontrada na página oficial da Associação Santilli Galilei: http://santilli-galilei.com/21.html
Alexandre Dias
Oh JLC, eu não o percebo:
"Spin é propriedade dos electrões (e apenas dos electrões)"
Falso. Os neutrinos têm spin 1/2, como os quarks, o tau, o muão, etc: no total, existem 24 fermiões (isto é, partículas com spin 1/2)!; os bosões têm spin inteiro, e incluem os gluões (mediadores da força forte), o fotão, o Z_0, W_+, W_-, o hipotético gravitão de spin 2, etc.
Isto só com particulas elementares; se for para compostas, têm o Hélio 3, que é fermiónico, e o Hélio 4, que é bosónico; e, claro, o recém-famoso condensado Bose-Einstein, uma manifestação macroscópica das propriedades estatísticas dos bosões.
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"De qualquer modo, uma teoria científica não se rejeita por falta de evidência experimental."
Então rejeita-se como? Se uma teoria não fornece novas previsões ao fim de um tempo razoável (e isso sim pode ser discutido), passíveis de serem testadas, ou se falha no confronto com a realidade, para que serve?
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"Já viu o que seria do Heliocentrismo de Copérnico, da Relatividade Generalizada ou das super-cordas?"
Sobre as super-cordas, concordo: por enquanto, a teoria não tem maturidade suficiente para ser confrontada com observáveis claros. Daí o desencanto de alguns físicos com o assunto, e a noção que a empresa a que se propõem os seus defensores é tão complexa que é necessário mais tempo.
De resto, não percebo: verificação experimental da teoria heliocêntrica? Então não serve a interpretação dos movimentos visíveis dos planetas como elipses em torno do Sol, em vez de complicadas combinações de movimentos circulares, os epiciclos de Ptolomeu?
No que toca à Relatitivade Geral, foi em 1919, quatro anos depois do seu aparecimento, que Eddington demonstrou que o ângulo de deflecção da luz era o previsto pela teoria, não o correspondente valor Newtoniano.
A Relatividade Geral foi também capaz de prever o valor da precessão anómala do perihélio de Mercúrio, com uma precisão de 10%, com os valores observacionais então disponíveis.
Nos entretantos, os testes que suportam a Relatividade amontoam-se de tal modo que o desafio é encontrar um resultado que não a confirme!
Mas, se duvidar da base empírica da Relatividade Geral, então nunca confie num aparelho de navegação por GPS: estes compensam o avanço relativista nos relógios a bordo dos respectivos satélites, sem os quais acumulariam um erro de mais de 10 Km por dia!
Acho interessante que o Luís Alcácer tente expor uma coisa que todas as pessoas acham muito complicada de uma forma simples - um jogo. Noto que as três regras correspondem aos três postulados da teoria, logo poderia partir-se daqui para imaginar cenários puramente abstractos da aplicação das três regras.
Lamentavelmente, acho que o autor deveria ter tentado mostrar um exemplo e explicar qual é o objectivo do jogo.
Talvez assim se consiga iniciar um interesse pelo jogo em si e não por discussões sobre filosofia que penso não ser o objectivo do post.
Concordo com o autor no sentido em que poderemos ter umjogo interessante baseado nos três postulados sem envolver matemática complicada. Para isso alvez seja melhor concentrarmo-nos inicialmente no jogo, na explicação das suas regras e objectivos (incluindo alguns exemplos), e, apenas depois adicionar as referências físicas.
Ó Jorge, voçê não percebeu nada. Por acaso leu com o mínimo de atenção o que se foi escrevendo
1) A questão dos spins era relativa à nota do Luís Alcácer. Onde, da forma como ele escreve, se dizia que ou o Spin era uma propriedade exclusiva dos electrões, ou que o Spin só poderia ter valor +/- 1/2. Ambas as afirmações estão erradas. Eu chamei a atenção para esse erro (pelo menos de rigor).
2) A questão é que no momento do seu nascimento elas careciam de qualquer evidência empírica que as suportasse. No entanto, não deixavam - mesmo antes de surgirem as tais evidências - de serem consideradas como científicas. Bem vistas, é quase sempre assim. Raramente (ou nunca) a física se fez por indução.
Quanto à questão do tempo. É como tudo. Se não houver resultados concretos, a comunidade começa a afastar-se dessas teorias. É o que sucede com as super-cordas.Contudo, é errado pensar que elas morrem. E é erradíssimo achar que assim deve ser.
Por fim, tenha cuidado que há por aí muitas evidências muito pouco evidentes. Mas isto era assunto para uma conversa bem mais alongada.
Já agora, a nota era esta:
"O spin é uma propriedade do electrão. Não tem analogia clássica. É uma espécie de movimento de rotação em torno de si próprio, o que não faz muito sentido pois o electrão é considerado na MQ convencional uma partícula sem dimensões. O spin pode ter um dos dois valores: +1/2 e -1/2, o que metaforicamente poderia significar rodar no sentido dos ponteiros do relógio, ou em sentido oposto."
Contém várias faltas. Não vale a pena volta ao mesmo.
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