A ciência está certa sobre a incerteza quântica?

Por , em 19.01.2012

Em 1927, o físico alemão Werner Heisenberg anunciava seu princípio da incerteza. Essa postulação diz, basicamente, que não é possível medir todas as propriedades de uma partícula quântica (seja uma molécula, um átomo ou partícula subatômica) com precisão absoluta, porque a medição da primeira propriedade causa uma perturbação na partícula e compromete a medição das outras. Mas uma equipe de cientistas da Universidade Tecnológica de Viena (Áustria) propõe que esse princípio não funciona exatamente assim.

Incerteza quântica

A equipe de pesquisadores austríacos é liderada por um cientista japonês, Yuji Hasegawa. O princípio básico dessa nova ideia, de acordo com ele, é que a interferência que acontece na medição das propriedades de uma partícula quântica não significa que haja necessariamente incerteza, ou pelo menos não da maneira que Heisenberg imaginava.

Vamos a um exemplo prático. Em sua época, o cientista alemão usava um experimento baseado em raios luminosos para medir a posição de um elétron em determinado instante. Mas para essa medição dar certo, é preciso lançar sobre o elétron uma pequena onda, que cause uma perturbação no seu estado natural. Essa perturbação altera o momento linear (o produto entre massa e velocidade da partícula) original do elétron.

Por isso, seria impossível medir, ao mesmo tempo, a posição e o momento linear do elétron, só se poderia medir um ou o outro.

Heisenberg acreditava que essa condição se aplicava apenas à mecânica quântica, mas os pesquisadores de Viena explicam que a incerteza também se observa em outros campos da física. Além disso, não se trata de um problema de medição: as partículas quânticas são incertas naturalmente. Em outras palavras, não daria mesmo para medir a posição e o momento linear de um elétron porque nem ele mesmo “sabe” onde está indo; não existe uma regularidade a ser mensurada.

Logo, os princípios precisam ser refeitos sobre essas duas variáveis: de um lado, a dificuldade de medição já identificada pelo princípio de Heisenberg. De outro, a “incerteza natural” de uma partícula quântica, que independe da dificuldade de medição. Para isso, usa-se as noções do “spin quântico”, que seria algo como as “coordenadas” de uma partícula quântica levando em conta sua natureza de movimento.

E foi isso que fizeram os pesquisadores de Viena: para fugir da medição clássica entre posição e momento linear, mediram o spin (giro) de um nêutron em dois experimentos consecutivos, e os números que foram aparecendo puderam dar uma visão mais abrangente do movimento da partícula. Dessa maneira, concluíram que existe de fato a incerteza no movimento das partículas quânticas. Mas isso não acontece porque as medições não podem dar conta, e sim pela própria natureza das partículas. [ScienceDaily]

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22 comentários

  • Alberto Carvalhal Campos:

    Será que a quinta força da natureza (ainda em pesquisas), seja responsável pela incerteza quântica?

  • Celso:

    Mas o princípio de Heisenberg se refere a exatamente isso! A natureza não determinística da realidade última.

  • aguiarubra:

    Trecho: “…a incerteza também se observa em outros campos da física. Além disso, não se trata de um problema de medição: as partículas quânticas são incertas naturalmente. Em outras palavras, não daria mesmo para medir a posição e o momento linear de um elétron porque nem ele mesmo “sabe” onde está indo; não existe uma regularidade a ser mensurada…”

    Comentário: ou seja, o mundo sub-atômico é um ‘mundo fantasma’…rsrsrsrsrsrs. Interessante essa re-re-re-constatação de algo que, para ateus materialistas fundamentalistas, é a pedra (??????) no sapato de uma concepção de mundo onde “a realidade é material e definida metafísicamente”.

    Descartes descreveu um mundo externo criado por um “Malin Genie”: mas era só uma suposição!

    No entanto, parece, MESMO, que “…a Matrix está por toda parte…” ou 1o mundo externo é Maya, a ilusão’, como dizem os hinduistas.

    Na tão decantada “Ciência Ocidental” se observa “caos” no mundo sub-atômico e “caos” no super-mundo galáctico (cheio de “buracos negros” até nos melhores modelos cosmológicos).

    Que mundo “morto e automático” é esse de que falam Richard Dawkins & quejandos??????????

    • Andre Lorenzo:

      Mas hein?????

      Desde quando o principio da incerteza foi uma “pedra no sapato” dos “ateus materialistas fundamentalistas”. O principio da incerteza vale para o mundo na escala de trabalho da fisica quantica, por tanto não impede a concepção de um mundo determinista num nivel fisico-quimico (em resumo, o ser humano é um monte de reações quimicas).

      Agora me diga o que você tem tomado? Que pira é essa de “mundo externo é maya”, a matrix esta por toda parte?

    • aguiarubra:

      P.: “…O principio da incerteza vale para o mundo na escala de trabalho da fisica quantica…”

      Comentário: fato…

      P.: “…por tanto não impede a concepção de um mundo determinista num nivel fisico-quimico…”

      Comentário: dogma. Vc não sabe o que significa “incerteza”, portanto a sua própria incerteza semântica o faz acreditar que há um “determinismo” necessário como consequencia de fenômenos quanticos onde não valem nossa lógica “…num nível físico-quantico…”. Vc deve parar de ser “papagaio de piratas” de gente que acredita numa teoria de tudo determinista e passar a ter autonomia em seus pensamentos.

      P.: “…(em resumo, o ser humano é um monte de reações quimicas)…”

      Comentário: Se sua premissa é “…não impede a concepção de um mundo determinista num nivel fisico-quimico…de onde vc conclui que “…o ser humano é um monte de reações quimicas…”????? “Um monte” não é um termo “determinista”…rssrsrsrsrsrs…Nesse sentido, devo concordar com vc nos seguintes termos: não sabemos tudo o que há para saber sobre as reações bio-químicas em nosso corpo, principalmente saber como desse “monte de reações químicas” se engendra a vida, a consciência e a inteligência é um profundo e insondável mistério! Então, sim, um “monte de reações químicas” acontecem, mas o como e porquê, deterministicamente, acontecem, talvez jamais saibamos.

      P.: “…Agora me diga o que você tem tomado? Que pira é essa de “mundo externo é maya”, a matrix esta por toda parte?…”

      Comentário: a internet taí, para “ilustrar” os ‘inguinorantes’. Sirva-se á vontade, camarada. Leia, deixa de preguiça, pesquise, aprenda!

  • Gil Cleber:

    Qual a novidade do que foi dito aí em cima? Isso já era dito por Bohr na década de 30 e é a essência do que diz a escola de Copenhague. Houve, segundo a história da física, diversos confrontos intelectuais entre Bohr e Einstein justamente por causa dessa questão, confrontos que Bohr acabou vencendo. Creio que deve estar faltando alguma coisa na notícia que não foi relatado nesta matéria.

  • Campos:

    Houve um erro ai abaixo: Segundo “Donoghue”, é possível que a velocidade da gravidade seja superior a velocidade da luz.

  • Roberto:

    Final, de quem é a incerteza? Existe mesmo alguma incerteza na física? Ou a incerteza é nossa somente?

    • Tulio Oliveira:

      quem matou kennedy? sao tantas perguntas

  • campos:

    Einstein não aceitava muito bem esta história de mecânica quântica. Para começar, tem muita coisa ilógica. Um grande exemplo é o entrelaçamento quântico, que Einstein chamava de ação fantasmagórica à distância. O problema é que não sabemos quase nada sobre a gravidade e isto poderia talvez explicar este fenômeno, se soubéssemos a velocidade da gravidade. Segundo “Donoghue”, é possível que a velocidade da luz seja superior à velocidade da luz. Eu, já acho que seja mesmo instantânea. Se for, explicaria o caso do entrelaçamento quântico, sem pensar em mistérios. O mesmo seria o caso do efeito casemir. Para maiores detalhes veja o blog: “Olhando o Universo”.

  • Aloisi:

    No final deu no mesmo, não vão conseguir medir de qualquer jeito, portanto, continua incerto. Mas claro que toda essa reflexão sobre os fatos são importantes para poder entender melhor essa área da física quântica. Bem legal a matéria.

    • Francisco Castillo:

      Eh por isso mesmo, como diz um amigo meu que é físico: Isso é Ontologia. A física não pode responder nada sobre isso.

  • francisco:

    Mesmo sem pensar em fizica quantica, a lógica ensina só existem consequencias de causas anteriores, num circulo vicioso infinito.O conceito de religiosidade, nos faz retornar a um principio deduzido de CAUSA PRIMARIA, Sem possibilidade de prova material ou fixação de “LEI”,Seja quantica ou não.Assim, de experiencia em experiencia, dedução em dedução, vai a humanidade construindo “ciencias”,”religiões” doque advem a EVOLUÇÃO.
    Simples.

  • Curioso:

    Em minha opinião não é possível haver aleatoriedades na natureza. Se há alguma, a causa disso é a infabilidade do observador; não possui discernimento suficiente para compreender o fenômeno.

    Dizer em aleatório é o mesmo que dizer que algo se originou sem uma causa. Ou seja, surgiu “do nada”. Mas vale dizer a premissa ontológica que do nada, nada vem.

    Se os fenomenos quanticos podem apenas parecer aleatorios. Se não são explicados por elementos desde universo, deve haver algum outro que o explique.

    • Anderea:

      Eu tenho uma Hipótese que tira a incerteza e aletoriadado tendo ideía que todo espaço tempo é pré determinado onde uma particula é continuação da outra num espaço onde o tempo é criado pela destruição das particulas velhas substuindo pelas mais novas num espaço 4D é igual a pegar uma caderno jogar café nas folhas do caderno e sair arramcando as folhas papel vc vai perceber que uma pagina é continuação da outra o espaço 3D é a folha arramcar é o tempo café e a matéria uma continuando a outra e o caderno é espaço 4D. Agora só falta uma próva o fato que na mecanica quantica as particulas parecem se teletransportar pode ser algo que ajude a minha Hipótese indicando um pulo maior que a perna pode se dizer…da particula.

    • Cesar:

      Curioso, a aleatoriedade pode ser medida. Existe um modelo matemático para a aleatoriedade, e resultados aleatorios podem ser confirmados pela comparação com o modelo matemático: em outras palavras, se um fenômeno tem a mesma resposta que um modelo aleatório ideal, então o fenômeno é aleatório. Da mesma forma, se um fenômeno tem a influência de uma variável desconhecida, pelos resultados dele podemos determinar que existe tal influência, mesmo sem descobrir qual o fator que está influenciando o mesmo. Em outras palavras, continuamos ignorantes quanto à causa da influência, mas podemos medir e comprovar que ela existe. Então, fenômenos aleatórios e fenômenos que são influenciados por fatores desconhecidos são diferentes e pelo tratamento matemático podemos discernir um do outro.

      Existem alguns exemplos de fenômenos verdadeiramente aleatórios, o mais simples dele é o decaimento radioativo. Por exemplo, o Carbono-14 decai para Nitrogênio-14, e o tempo de meia-vida é de aproximadamente 5.730 anos. Isto significa que metade do carbono-14 terá se convertido em Nitrogênio-14 em 5.730 anos. Mas se você pegar um átomo de carbono-14, não tem como descobrir quando ele irá sofrer o decaimento radioativo. Pode ser em 1 bilhão de anos, ou pode ser no exato momento que começarmos a examinar o mesmo. Completamente imprevisível, completamente aleatório.

    • Curioso:

      Cesar,

      Talvez possa haver aqui alguma distinção no conceito de “aleatório”. Eu estou trabalhando com o sentido mais “ontológico” do termo, sendo a manifestação da existência de um evento contingente, absolutamente independente de quaisquer causas predeterminantes.

      Agora, há eventos que passam a existir, os quais até o momento não se encontram respostas suficientes para determinar sua causa. E, em comparação com outros eventos semelhantes, também se observa uma falta de pradrão no modo de existir. Assim, presumimos que são aleatórios.

      Mas tal aletatoriedade seria subjetiva. É com esse adjetivo que qualificamos os eventos por nós ditos aleatórios, observados no dia a dia, como o sorteio de um número de loteria, etc. Ou seja, parecem aleatórios à primeira vista, mas se pesquisados o suficiente, percebemos detalhes de eventos que determinariam o momento exato do seu subsequente.

      Do mesmo modo seria o exemplo do decaimento radioativo citado, em que dois atomos de carbono podem ter épocas distintas de decaimento. A consequência provável seria que: ou o isolamento dos objetos não foi perfeito o suficiente para combater influências externas, detectatas pela observação humana; ou há eventos ainda imperceptíveis à experimentação humana, que dão causa à variação do tempo do decaimento radioativo, aparentemente aleatórios.

      Abraçs

    • aguiarubra:

      Confira com Heráclito:

      -> O LOGOS coincide com a própria PHYSIS (como uma razão intrínseca à Natureza).
      -> Há uma harmonia oculta, no seio das oposições e discórdias da Natureza.
      -> a PHYSIS é justa (os contrários em luta se compensam uns aos outros).
      -> A existência descreve um círculo do eterno retorno do que nasce e do que desaparece (movido pela saciedade e carência).

      Retirado de: “Pré-Socráticos: a invenção da Razão” – Auterives Maciel Júnior, ed. Odisseus (Coleção Imortais da Ciência – coord. Marcelo Gleiser), pp. 69-70 da 2ª edição

    • Gilberto M.:

      Eu penso que, se existe alguma forma de fazer previsões de fenõmenos reconhecidamente aleatórios, isto está tão fora do alcance da Ciência que equivaleria dizer que alguns fenômenos são realmente aleatórios. A Ciência tem seus limites.

    • Francisco Castillo:

      Não há nenhuma prova que um fenômeno que obedeça tal curva matemática, seja absolutamente aleatório. Isto é muita pretensão metodológica.

    • Cesar Grossmann:

      Não é o que a matemática diz?

    • Francisco Castillo:

      Dizer que tal curva expressa uma aleatoriedade ontologicamente absoluta, é ir longe de mais. Um dado de 6 faces apresenta tal curva. Absurdo

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