Na sequência de posts anteriores, perguntaram-me pelo princípio da incerteza. Eis uma muito breve exposição:
O físico alemão Werner Heisenberg formulou em 1925 o chamado "princípio da incerteza" para descrever a realidade quântica. Segundo esse princípio, quanto menos incerteza e tiver na velocidade, mais se tem na posição e quanto menos incerteza se tem na posição mais se tem na velocidade de um objecto quântico. É uma das afirmações da física que tem sido mais discutida e também mais mal compreendida.
Em primeiro lugar, o "princípio de incerteza" não é um princípio: deduz-se dos princípios da mecânica quântica. Depois ele não devia ser chamado da incerteza mas sim da indeterminação. Prefiro, por isso, escrever "incerteza" entre aspas. É consequência da descrição de um objecto quântico por uma função de onda. O princípio de Heisenberg não tem a ver com uma perturbação causada pelo observador, ao contrário do que por vezes é dito (o próprio Heisenberg fez umas especulações sobre o papel do observador, tendo sido mal interpretado). Em certo sentido o referido princípio nem sequer é essencialmente quântico pois é uma afirmação que se aplica a todas as ondas. É como se já houvesse Heisenberg antes de Heisenberg. O principio tem simplesmente a ver com a natureza ondulatória da matéria ou da energia. Uma onda que está espalhada no espaço não está localizada num sítio; e uma onda que está localizada num sítio - chama-se pacote de ondas ou trem de ondas - não está espalhada no espaço. Julgo que isto não é difícil de perceber. A onda tem velocidade: é a razão do comprimento de onda para o período. No caso de uma onda periódica espalhada a velocidade é bem definida ao passo que a posição está indeterminada. No caso de um pacote de ondas, a posição tem bastante precisão, ao passo que a velocidade está indeterminada. Como se obtém o pacote de ondas ou trem de ondas, a tal onda concentrada num sítio? Pois somando simplesmente ondas de vários comprimentos de onda. Fazendo isso, obtém-se uma onda com posição definida, mas à custa de algum prejuízo da determinação da velocidade, pois são somadas ondas com várias velocidades.
Na teoria quântica um electrão é descrito por uma função de onda. Se temos precisão elevada na velocidade não a podemos ter na posição e se temos precisão elevada na posição não a podemos ter na velocidade. A descrição por uma onda, cuja interpretação é probabilística, obriga à existência desta "incerteza". Ou, melhor, indeterminação de uma grandeza, se a outra estiver determinada com alguma precisão.
3 comentários:
Mais claro impossível. Creio que não existe “principio” físico mais deturpado pelos “místicos” de turno, para apoiar suas fantasias interpretativas, que este. Até para as pessoas bem informadas é difícil de clarificar que se um observador modifica o observado não é devido ao físico de Wurzburgo. Um abraço desde Barcelona.
Sobre o princípio da incerteza, ver também o que a propósito escreveu neste blogue o illustre physico Carlos Porra Fiolhais sobre o vernáculos dos sindicatos.
A propósito do principio da incerteza, Einstein, Nathan Rosen e Boris Podolsky apresentaram um paradoxo: dois electrões acabados de colidir afastaram-se um do outro a uma distância de milhares de quilometros. Por conveniência chamamos 1 e 2 aos electrões. Se medirmos a quantidade de movimento do electrão 1, pelas leis da conservação sabemos o movimento do electrão 2. Assim medimos a posição do electrão 2 e saberíamos o movimento e a posição. Há outra maneira de interpretar esta experiência que foi formulada por David Bohm através do spin. Em 1965 Bell, teórico do CERN, atacou o problema com a “desigualdade Bell” demonstrando pela matemática que a teoria quântica estava completa e havia violação da Causalidade Local. Em 1983, Alain Aspect demonstrou experimentalmente que a desigualdade era violada e demonstrou que Bohr tinha razão. Assim fica demonstrado que um postulado da relatividade restritiva está errado, aquele que refere que a velocidade da luz é a velocidade máxima e absoluta. Se assim o é, porque é que a mesma teoria da relatividade restritiva continua a ser válida?
Atentamente
Ricardo Teixeira
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