Entenda as diversas interpretações da física quântica

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Física Quântica
Entenda as diversas interpretações da física quântica
Interpretações dos muitos mundos

por Osvaldo Pessoa Jr.
No texto “O Problema da Medição”(clique aqui -
http://209.85.215.104/fisica_quantica_quem_somos_nos.htm), discutimos
a questão, colocada por algumas interpretações realistas ondulatórias,
sobre qual seria a etapa do processo de medição em que ocorreria o
colapso da onda quântica. Seria na interação do objeto quântico com a
placa metálica do detector? Seria no processo de amplificação, que
envolve o fornecimento externo de energia? Seria quando um registro
macroscópico fosse obtido? Ou seria quando um ser humano consciente
observasse o resultado macroscópico do experimento?


A tese de que é o ser consciente que provoca o colapso é conhecida
como interpretação subjetivista, e foi explorada no texto “A
Consciência Legisladora” - clique aqui. Na figura acima, representamos
um átomo como um pacote de onda vermelho (com uma flecha), que após
passar pelo imã de um aparelho de Stern-Gerlach entra em uma
superposição, indicada por linhas tracejadas alaranjadas. A
interpretação subjetivista supõe que a superposição dos átomos
“contamina” os aparelhos macroscópicos, de tal forma que estes também
entram em uma superposição, de maneira semelhante ao que foi visto no
texto “Onde está o Gato de Schrödinger?” - clique aqui. Mas quando,
finalmente, um ser humano observa o aparelho, a sua consciência teria
o poder de provocar o colapso, e apenas uma das potencialidades se
atualiza (ver imagem no cérebro do observador da figura).

Essa interpretação subjetivista não é bem vista pela maioria dos
físicos, apesar de ter sido bastante difundida nas últimas décadas
pelo movimento que podemos chamar “misticismo quântico”. Esta visão
não é refutada por nenhum experimento factível, de forma que ela é uma
interpretação tão digna quanto as dezenas de outras.

No entanto, é curioso que muitos físicos ortodoxos passaram a defender
uma visão ainda mais exótica, na qual o próprio observador humano
entra numa superposição quântica! Esta concepção é conhecida como a
interpretação dos muitos mundos.

Esta visão foi apresentada pela primeira vez em 1957, pelo norte-
americano Hugh Everett III, que fazia seu doutorado sob a orientação
de John Wheeler, que mencionamos no texto “A Escolha Demorada” -
clique aqui. Segundo este ponto de vista, nunca ocorrem colapsos. Um
observador humano, ao olhar para o resultado do experimento, entraria
numa superposição quântica, e haveria então duas versões do
observador, dois “ramos”, cada qual tendo percebido um resultado
diferente para o experimento. Cada ramo corresponderia assim a um
resultado da medição quântica, e a memória do ser humano, em cada
ramo, não teria acesso à memória do outro ramo. Assim, em cada ramo, o
ser humano teria a ilusão de que apenas um resultado de medição se
produziu, e diria que tal resultado surgiu após uma “redução” ou
colapso do estado quântico. Mas, na verdade, ele teria entrado numa
superposição macroscópica, e nenhuma redução de fato teria ocorrido:
esta seria apenas uma aparência.



Na figura, representam-se as duas versões do observador, A e B, unidos
porém como uma superposição quântica. Apesar de eles estarem unidos,
como irmãos siameses, um não percebe a presença do outro. O observador
A registrou um certo resultado em seu cérebro, e toda vez que ele se
lembrar desta observação, ele só terá acesso à memória em sua cabeça,
nunca na cabeça do outro. Assim, eles não têm como saber que o outro
existe!

O interesse de Everett era tratar o Universo todo como um sistema
quântico, e como não haveria um observador externo, achou por bem
supor que colapsos nunca ocorrem (pois eles só poderiam ser provocados
por um observador externo). Notamos, na figura, que representamos o
emaranhamento do sistema quântico com o ambiente externo. Isso, para
as visões subjetivista e dos muitos mundos, não é suficiente para
provocar colapso.

Tanto a interpretação subjetivista quanto a dos muitos mundos são
atraentes para as visões místicas, mas deu para perceber que elas são
interpretações conflitantes, ou seja, não dá para defender ambas as
interpretações ao mesmo tempo. Na visão subjetivista, a consciência
tem um certo poder sobre a realidade, o que não ocorre na visão dos
muitos mundos. Nesta, porém, há uma sugestão de que podemos ter vidas
paralelas, ou que nossas diferentes potencialidades na vida de fato
coexistem, o que também é atraente para a visão de mundo mística.

Everett chamou sua visão de interpretação dos “estados relativos”,
pois o estado de um observador (por exemplo) é definido em relação ao
estado do sistema que ele observa. Em 1973, uma versão um pouco
diferente, chamada interpretação dos “muitos mundos”, foi divulgada
por Bryce DeWitt, que considerou que os diferentes ramos (como A e B)
seriam na verdade diferentes mundos, ou Universos paralelos. A
diferença entre a visão de Everett e a de DeWitt é que, para o
primeiro, haveria apenas um único Universo, de comportamento
completamente quântico, ao passo que o segundo imaginava cada ramo
como um Universo clássico diferente.

Dois historiadores brasileiros, Olival Freire Jr. e Fábio Freitas, da
Universidade Federal da Bahia, têm estudado cartas e documentos
relativos a Hugh Everett, mostrando as dificuldades que ele teve para
divulgar suas idéias para a comunidade dos físicos, em especial para
Niels Bohr.

O interesse recente que os físicos têm tido pelas idéias de Everett
pode ser exemplificado pela capa da revista Nature, mostrada abaixo,
que apresenta uma ilustração típica de livros de ficção científica.



http://www1.uol.com.br/vyaestelar/fisicaquantica.htm.