Física quântica: este estudo sugere que nossa realidade objetiva não existe

Por , em 16.11.2019

Os observadores são peças importantes no mundo quântico. É o que defende um artigo publicado no periódico Science Advances. De acordo com a teoria, as partículas podem estar em diversos lugares e estados ao mesmo tempo, mas apenas quando não são observadas.

Assim que passa a ser observado, o sistema quântico para a sobreposição e escolhe um lugar e estado específicos. Já foi provado diversas vezes, em laboratório, que a natureza se comporta dessa maneira, afirmam dois dos autores do estudo Alessandro Fedrizzi e Massimiliano Proietti, em publicação no site Phys.

Nesse contexto, um experimento foi proposto, em 1961, por Eugene Wigner, que questionou o que ocorreria se a mecânica quântica fosse aplicada a um observador que é observado. É como se o físico observasse alguém que joga uma moeda.

O observador que é observado

Para a pessoa que executa a ação há sempre um resultado definitivo, que é cara ou coroa. Já o observador externo, que não pode ver o resultado, de acordo com a mecânica quântica, irá descrever a pessoa que realiza a ação e a moeda como uma sobreposição de possíveis resultados. Isso ocorre porque os dois estão “emaranhados”, ou seja, quando o observador manipula um o outro também passa por alteração, porque estão conectados.

A partir disso, Wigner pôde usar um tipo de medição quântica, chamada “experimento de interferência”, que permite desvendar a sobreposição de um sistema completo. Isso confirma que os dois objetos estão emaranhados.

Assim, haveria duas realidades: a da pessoa que lançou a moeda e defenderá um resultado para cada ação e a do cientista que observou indivíduo e moeda em sobreposição. A princípio, Wigner não viu isso como um paradoxo, porque seria absurdo descrever um observador consciente como um objeto quântico. Mas posteriormente ele se afastou dessa visão. A descrição é válida, de acordo com livros formais de mecânica quântica, explicam os autores.

A validade do experimento

Houve pouco progresso do ponto de vista científico, para identificar se esse experimento reflete a realidade, até recentemente.  Časlav Brukner na Universidade de Viena propôs uma forma de testar o cenário de Wigner.

Para isso usou uma estrutura estabelecida pela primeira vez pelo físico John Bell, em 1964. Brukner considerou dois pares dos sujeitos do experimento, separados em duas caixas. Eles estariam conduzindo medições em estado compartilhado, dentro e fora de suas respectivas caixas.

Os resultados podem ser organizados para avaliar a desigualdade de Bell. Se essa desigualdade for violada, os observadores poderiam ter fatos alternativos.

Recentemente os autores do artigo realizaram o primeiro teste experimental dessa teoria na Heriot-Watt University, em Edimburgo. Para isso foi utilizado um computador quântico pequeno feito com três pares de fótons emaranhados.

Um dos pares representa as moedas e os outros dois representam o lançamento das moedas. Assim, foi medida a polarização dos fótons dentro de suas respectivas caixas. Dois fótons ficaram fora de cada uma das caixas e também podem ser medidos. Foi preciso semanas para coletar dados suficientes de seis fótons para gerar estatística.

A objetividade dos fatos

Os autores declaram ter conseguido mostrar que a mecânica quântica pode, de fato, ser incompleta com a presunção de que fatos são objetivos e consideram ter violado a desigualdade.

Mas, os próprios autores identificam que a teoria é baseada em algumas hipóteses. Entre elas, destacam que as medições não são influenciadas pelos sinais que viajam acima da velocidade da luz e que os observadores podem escolher quais medições serão realizadas.

Outra questão relevante é se fótons podem ser considerados como sendo observadores. Nesse sentido, os autores destacam que na teria de Brukner o observador não precisa ser consciente, mas estabelecer fatos como resultado de medição. Além disso, os livros de mecânica quântica não dão indícios, de acordo com os autores, de que o detector não possa ser descrito como um objeto quântico.

Ainda é levantada a questão de que é possível que a mecânica quântica padrão não se aplique em grande escala, mas isso deve ser testado separadamente. Portanto, os autores consideram que, ao menos para modelos locais, o experimento mostra que é preciso repensar a noção de objetividade.

Embora os fatos experienciados em escala macroscópica estejam seguros, surge a questão sobre como as interpretações da mecânica quântica podem acomodar fatos subjetivos. [Phys, ScienceAdvances]

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