terça-feira, 25 de setembro de 2012

Princípio da Incerteza - novo estudo


Física & Ciências

24/09/2012

Estudo questiona interpretação clássica do princípio da incerteza

Dentro da física, poucas coisas são mais citadas e menos compreendidas que o princípio da incerteza. Leigos e até cientistas costumam resumir o princípio com a ideia de que qualquer medição das propriedades de átomos ou partículas "bagunça", de certo modo, aquilo que se quer medir, criando uma incerteza intrínseca.
Um novo estudo acaba de mostrar que essa incerteza é menor do que muita gente imaginava.
 
 
DEPOIS DE HEISENBERG
O princípio da incerteza, formulado pelo alemão Werner Heisenberg, em 1927, estabelece um limite intransponível para a quantidade de informação que se pode obter do mundo atômico e subatômico, que é regido pelas leis da mecânica quântica.
Não vale, portanto, para o nosso mundo cotidiano, ao contrário do que muita gente imagina.
Se pensarmos numa praia, por exemplo, podemos não saber o número de grãos de areia que existem, mas poderíamos, em tese, determinar seu valor, que existe independentemente de contagem.
No mundo quântico, isso não ocorre. Os valores das propriedades das partículas só são determinados no momento em que são medidos. "Sequer há sentido em dizer qual é o valor de uma grandeza física antes de a medirmos. Podemos falar de valores medidos, mas não que uma grandeza física possua um valor bem definido antes da medida", explica o físico André Landulfo, da Universidade Federal do ABC.
Comentando o caráter contraintuitivo da maioria dos resultados da física do muito pequeno, o grande físico Richard Feynmam (1918-1988) escreveu: "Posso dizer sem me enganar que ninguém compreende a mecânica quântica".
Um dos modos de apresentar o princípio da incerteza é por meio da formulação original de Heisenberg. No instante em que medimos, por exemplo, a posição de uma partícula, provocamos uma perturbação que afeta a sua velocidade. A perturbação é tanto maior quanto mais exata é a medida da posição.
"Essa interpretação é ainda muito difundida na comunidade científica e ensinada em cursos de física", afirma Landulfo.
Um grupo de físicos da Universidade de Toronto, no Canadá, produziu um experimento de medida com fótons (partículas de luz) que mostrou que o ato de medir introduz menos incerteza no sistema que o estabelecido pelo princípio de Heisenberg.
O experimento buscou medir duas propriedades diferentes e inter-relacionadas de um fóton: seus estados de polarização. De acordo com o princípio de Heisenberg, existiria um limite sobre a certeza com que podemos conhecer ambos os estados.
Os pesquisadores utilizaram uma técnica chamada medição "fraca", insuficiente para causar uma perturbação, mas que permite ter uma ideia vaga da orientação da polarização do fóton.
Primeiro eles mediram "fracamente" a polarização do fóton em um plano. Em seguida, mediram da maneira usual a polarização em outro plano. Por fim, fizeram novamente uma medição usual da primeira polarização para saber o tamanho da perturbação causada pela segunda medição.
O resultado foi que a medição em um plano não perturba a do outro estado. "Eles mostraram que a desigualdade prevista pelo princípio da incerteza, na interpretação incorreta de que a medida de uma quantidade física gera incerteza na outra, não é satisfeita", diz Landulfo.
As implicações do trabalho são principalmente conceituais e educacionais.
"Muitos livros de física ainda trazem, ao lado da explicação correta do princípio da incerteza, sua versão em termos de medições", acrescenta o físico.
Mas extirpar essa explicação talvez não seja tão fácil. O líder do experimento, Aephraim Steinberg, revelou que, mesmo após sua pesquisa, incluiu uma questão sobre como medições criam incerteza em um recente trabalho para seus alunos.
"Só quando eu estava corrigindo os trabalhos percebi que a questão estava errada."
A pesquisa foi publicada na revista científica "Physical Review Letters".

Esta notícia foi publica em 24/09/2012 no Folha de São Paulo. Todas as informações contidas são de responsabilidade do autor.

Fonte: http://www.fisica.seed.pr.gov.br

3 comentários:

  1. Sou biólogo. Pois, é... Ainda pior, sempre imaginei o "princípio da incerteza" como algo que não se poderia, até então, se saber ao certo se seria um fenômeno intrínseco aos limites possíveis quanto à mensuração das partículas ou se, muito mais significativamente, intrínseco à própria natureza da matéria, quando em escala de partículas subatômicas. Ou seja, "Deus joga(ria) dados" para decidir o destino do "universo", para citar uma frase muito famosa. Quando li sobre o mérito do prêmio de 2012, tive a impressão de que a interpretação segundo a qual o fenômeno da incerteza seria próprio da natureza das partículas e não atuando exclusivamente nos limites das possibilidade de mensuração (simultânea do momentun e da posição de uma partícula específica) estaria equivocado. Ainda hoje vemos filmes e pessoas falando sobre o assunto, se utilizando da proposição de Heisemberg de maneira imprópria e, em geral, visando uma percepção "holística" da natureza das coisas. Toda a obra do físico indiano Frijot Kapra (não tenho certeza se é assim que se grafa) tem relação com este assunto. O filme Ponto de Mutação, baseado na obra deste autor, também. Acontece que quando o prêmio foi anunciado não li discussão deste tema e, como eu não sou físico, senti-me inseguro para divulgar em conversas que a natureza, ao contrário do que pensávamos que poderia ser (em expectativa esotérica), sabe se definir, "sabe" onde vai e com que exata intensidade vai para onde vai e demais características suas; nós é que não sabemos medi-la. Agora sabemos, ou, ao menos, sabemos fazer isso em certas circunstâncias (mesmo que não sejam práticas ou aplicáveis). Muito além de educacional, vejo que a implicação desta descoberta, ou desenvolvimento, seja no sentido de restabelecer um sentido à ordem própria do universo, restabelecer a perspectiva do sonho de Laplace: onde um ser onisciente, como um deus, sabendo tudo sobre o agora, poderia prever exatamente qualquer estado futuro, sendo, além de onisciente, capaz de calcular via as leis que determinam as alterações dos estados e interações da matéria em qualquer escala. Para mim, pessoalmente, isto me entristece. Este é o ponto em que a realidade determinadas pela física se afasta novamente de outras fontes alternativas de conhecimento, como culturas que creem em feitiçaria ou mesmo a paranormalidade. Ao menos, é importante que se ponham os pingos nos "is" e parem de escrever bobagem por aí. Parabéns pelo artigo aqui neste site!

    Abraços!

    Ariel - ariel_off_road@yahoo.com.br

    Ps.: Trabalho atualmente como indigenista na FUNAI, na Amazônia. Antes, cursei por um tempo doutoramento em processos evolutivos em São Paulo.

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  2. Sou biólogo. Pois, é... Ainda pior, sempre imaginei o "princípio da incerteza" como algo que não se poderia, até então, se saber ao certo se seria um fenômeno intrínseco aos limites possíveis quanto à mensuração das partículas ou se, muito mais significativamente, intrínseco à própria natureza da matéria, quando em escala de partículas subatômicas. Ou seja, "Deus joga(ria) dados" para decidir o destino do "universo", para citar uma frase muito famosa. Quando li sobre o mérito do prêmio de 2012, tive a impressão de que a interpretação segundo a qual o fenômeno da incerteza seria próprio da natureza das partículas e não atuando exclusivamente nos limites das possibilidade de mensuração (simultânea do momentun e da posição de uma partícula específica) estaria equivocado. Ainda hoje vemos filmes e pessoas falando sobre o assunto, se utilizando da proposição de Heisemberg de maneira imprópria e, em geral, visando uma percepção "holística" da natureza das coisas. Toda a obra do físico indiano Frijot Kapra (não tenho certeza se é assim que se grafa) tem relação com este assunto. O filme Ponto de Mutação, baseado na obra deste autor, também. Acontece que quando o prêmio foi anunciado não li discussão deste tema e, como eu não sou físico, senti-me inseguro para divulgar em conversas que a natureza, ao contrário do que pensávamos que poderia ser (em expectativa esotérica), sabe se definir, "sabe" onde vai e com que exata intensidade vai para onde vai e demais características suas; nós é que não sabemos medi-la. Agora sabemos, ou, ao menos, sabemos fazer isso em certas circunstâncias (mesmo que não sejam práticas ou aplicáveis). Muito além de educacional, vejo que a implicação desta descoberta, ou desenvolvimento, seja no sentido de restabelecer um sentido à ordem própria do universo, restabelecer a perspectiva do sonho de Laplace: onde um ser onisciente, como um deus, sabendo tudo sobre o agora, poderia prever exatamente qualquer estado futuro, sendo, além de onisciente, capaz de calcular via as leis que determinam as alterações dos estados e interações da matéria em qualquer escala. Para mim, pessoalmente, isto me entristece. Este é o ponto em que a realidade determinadas pela física se afasta novamente de outras fontes alternativas de conhecimento, como culturas que creem em feitiçaria ou mesmo a paranormalidade. Ao menos, é importante que se ponham os pingos nos "is" e parem de escrever bobagem por aí. Parabéns pelo artigo aqui neste site!

    Abraços!

    Ariel - ariel_off_road@yahoo.com.br

    Ps.: Trabalho atualmente como indigenista na FUNAI, na Amazônia. Antes, cursei por um tempo doutoramento em processos evolutivos em São Paulo.

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