O Experimento MAIS BIZARRO da FÍSICA

a mecânica quântica é a nossa melhor teoria para descrever o mundo microscópico onde átomos elétrons e Campos quânticos atuam para formar o que nós experienciamos como realidade e apesar do Sucesso Absoluto em descrever a realidade a mecânica quântica tem uma característica única ela nem sempre conta histórias que nós somos capazes de entender nós precisamos criar interpretações que muitas vezes são matematicamente desnecessárias para conseguir dar algum sentido ao Estranho Mundo quântico a matemática funciona mas sem essas adições a teoria não é facilmente compreensível diferente do mundo clássico no mundo clássico tudo ao nosso redor nós sabemos

que tudo tem começo meio e fim uma bola voando em direção ao gol e um jogo de futebol sempre foi chutada por alguém e sempre vai parar ou no goleiro ou na rede na verdade às vezes vai parar na arquibancada também eu não entendo de futebol toda a trajetória e o fato de que aviões voam são resultado de forças complexas mas que contam uma história Coesa que nós conseguimos entender e a até a relatividade de Einstein com as suas quatro dimensões e espaço tempo Curvo permite que a gente crie histórias bem determinadas para explicar os

eventos buracos negros são negros porque o espaço-tempo está tão curvado que nem mesmo a luz escapa ondas gravitacionais são resultado de Corpos massivos criando perturbações no tecido do espaço-tempo da mesma forma que o meu cachorro perturba o cobertor brincando em cima dele min corda do processo essas histórias são extremamente úteis para nos ajudar a entender mais profundamente a física e o universo um entendimento além da Matemática formal só que o mesmo não é verdade pra mecânica quântica e hoje eu vou apresentar um experimento que convenceu alguns dos melhores físicos da história de que o futuro

pode determinar o passado a ideia de retrocausality minha loja estão com uma promoção especial e na compra de seis camisetas a sétima e a oitava vem de graça é a famosa compre 3 lev 4 e compre seis leve o mas isso só vai funcionar por tempo limitado é só entrar no site uzil.com.br colocar as camisetas que você mais gosta no carrinho e puf o desconto vai aparecer Como Mágica só não demore escolha suas camisetas favoritas e vem vestir o universo junto comigo e agora sim nós podemos entender o experimento da Fenda Dupla original o experimento

da Fenda Dupla um dos experimentos mais importantes da mecânica quântica e ele é o seguinte alguma coisa é jogada contra uma parede com duas fendas e atrás dessa parede tem outra parede em que a coisa é jogada vai deixar uma marca e essa segunda parede que fica marcada é chamada de anteparo o tipo de marca deixada no anteparo depois das duas fendas revela informações sobre a natureza do que nós jogamos contra essas fendas e no mundo da física clássica existem dois tipos de coisa partículas e ondas partículas são objetos que TM posições bem bem determinadas

como uma bola de futebol ou uma pedra se você jogar partículas através da Fenda Dupla a partícula só tem duas opções ou ela passa por uma fenda ou ela passa pela outra fenda e como resultado ela vai bater no anteparo ou atrás de uma fenda ou atrás da outra fenda e Se você repetir o experimento com várias e várias partículas o padrão final formado vai ser um padrão de duas listras com as listras atrás das fendas ou seja esse padrão de duas listras caracteriza como Pat partículas se comportam Na Fenda Dupla se nós vemos listras

pensamos nas partículas e ondas são diferentes das partículas elas não têm uma posição bem definida no espaço elas são vibrações que se espalham e por conta disso ondas são representadas com uma ondulação em regiões do espaço os pontos mais altos são os Picos das ondas e os mais baixos são os chamados de vales da onda se você jogar uma onda contra Fenda Dupla a onda se espalha pelo espaço e passa pelas duas fendas do outro lado das fendas é como se duas novas ondas surgissem uma em cada fenda Quando essas ondas colidem elas interferem uma

na outra quando o pico de uma onda encontra o vale de outra as duas ondas se destroem e ela some naquela região isso é interferência destrutiva agora se os Picos se encontram eles se somam e a intensidade das ondas aumenta e isso é a interferência construtiva e a maior parte da interferência acontece entre esses dois extremos o anteparo Além da Fenda Dupla o que nós vemos como resultado de uma onda é um padrão de interferência várias listras marcando os pontos de interferência construtiva separados por regiões Sem marcas onde ocorreu interferência destrutiva e é esse padrão

de interferência que caracteriza uma onda na Fenda Dupla o experimento da Fenda Dupla caracteriza como objetos se comporta ondas deixam padrões de interferência e partículas deixam duas listras marcadas no nosso mundo macroscópico é muito fácil de saber o que é o que só olhando mas o mesmo não é verdade no mundo microscópico a Fenda Dupla oferece a capacidade de determinar o comportamento de um objeto indiretamente Então qual que é o comportamento dos componentes fundamentais da matéria elétrons que orbitam átomos ou os fótons que formam a luz será que eles se comportam como ondas ou como

partículas e a resposta é que ambos se comportam como os dois dependendo de como você montou o experimento ou seja se você jogar um elétron contra uma Fenda Dupla é possível que você veja um padrão de duas listras sólidas como se o elétron fosse uma partícula ou é possível que você veja um padrão de interferência associado com homem e só para ser preciso você vai ter que repetir o experimento várias vezes para ver o padrão jogando um elétron por vez mas a conclusão é a mesma o elétron pode tanto se comportar como onda quanto se

comportar como partícula o que decide qual comportamento vai ser observado é se o caminho que o elétron fez é determinado por uma medida essa informação é muito importante se você colocar um detector de corrente por exemplo para saber por qual das fendas o elétron passou você vai fazer uma medida e aí o o elétron vai deixar um padrão de partículas no anteparo mas se você não observar e não fizer Nenhuma medida para saber por qual fenda o elétron passa ele se comporta como uma onda e gera um padrão de interferência de onda ou seja obter

informações sobre o caminho do elétron destrói o comportamento de onda a forma usual de descrever o comportamento do elétron é a seguinte quando ele é jogado contra as fendas ele se propaga Como Uma Onda a sua posição não é bem determinada por conta disso O elétron pode passar pelas duas fendas ao mesmo tempo tempo da mesma forma que uma onda faz e esse caso gera duas ondas do outro lado representando as possíveis posições do elétron E aí as duas ondas se encontram interferem uma com a outra e determinam as possíveis posições finais do elétron no

experimento de acordo com o padrão de interferência agora se você coloca um detector nas fendas você determina a posição do elétron e Destrói essa natureza espalhada pelo espaço medir o caminho do elétron força Ele a escolher passar por uma ou por outra outra fenda como uma partícula faria isso é chamado de dualidade onda partícula e é uma característica fundamental da mecânica quântica Pedro essa nossa explicação está imprecisa mas logo você vai entender a verdade tá Isso foi bem estranho vamos continar a dualidade onda partícula aponta para uma das características mais curiosas do mundo quântico a

complementaridade a natureza quântica parece formada de duas coisas Opostas que co existem ao mesmo tempo mas da qual nós só podemos observar um dos lados por vez Tipo uma moeda que é formada por cara e por coroa mas quando a gente joga a moeda ela só pode cair em um dos lados por vez a natureza de onda e de partícula do elétron são complementares o elétron é uma onda e uma partícula ao mesmo tempo e nós só vamos conseguir observar um desses comportamentos do elétron por vez posição e velocidade são complementares aprender a posição precisa

de uma partícula destrói a informação sobre a velocidade dela diferentes informações do campo magnético são complementares aprender Qual que é a orientação de um campo magnético em uma direção destrói a informação sobre o campo magnético em outras direções complementaridade é a chave da mecânica quântica é o conceito mais profundo que a imaginação humana parece ser capaz de compreender sobre a verdadeira natureza do universo tudo na mecânica quântica é complementar da mesma forma o experimento da Fenda Dupla é complementar se Nós escolhemos medir o caminho do elétron nós destruímos o padrão de interferência e observar o

padrão de interferência de onda significa abrir mão de medir informação sobre o caminho do elétron e a pergunta que abre as portas pro experimento da Fenda Dupla atrasada é a seguinte no experimento da Fenda Dupla com um detector nas fendas quando exatamente que o elétron decide se comportar como uma partícula vocês já pararam para pensar nisso isso é em quais pontos do experimento nós podemos afirmar que nós sabemos que o elétron é uma partícula a nossa intuição diria que bom foi a partir da detecção a partir do momento em que nós coletamos estamos a informação

de por qual fenda o elétron passou ele tem que decidir como que ele se comporta a partir da coleção dos dados o elétron passa a ter uma natureza determinada faz sentido faz e tá errado nós não podemos dizer que o elétron age como partícula Depois da sua informação do caminho ser coletada e o que demonstra isso é o experimento do apagador quântico e esse é um bom momento para lembrar que todos os experimentos que eu vou descrever nesse vídeo foram feitos na vida real eu estou descrevendo resultados reais eu só vou simplificar muitos detalhes o

experimento do apagador quântico funciona da seguinte forma um elétron é jogado na Fenda Dupla a informação de por qual fenda ele passou é coletada e armazenada em um sinal e o sinal precisa ser algo quântico se a gente fizer isso dessa forma o elétron do experimento da Fenda Dupla fica emaranhado com um sinal que contém a informação de por qual fenda ele passou o emaranhamento quântico torna impossível de escrever o elétron sem levar o sinal em conta a história dos dois fica ligada e o resultado do experimento depende tanto do elétron quanto do sinal do

caminho o elétron segue em direção ao anteparo e o sinal com a informação do caminho que ele tomou é enviado para um segundo experimento e nesse segundo experimento Existem duas possibilidades ou a informação sobre o caminho do elétron vai ser lida e nós vamos descobrir por qual fenda o elétron passou ou a informação vai ser apagada e vai se tornar impossível de saber por qual fenda o elétron passou e a decisão de se nós vamos ou não ler o sinal pode ser aleatória ou intencional mas nesse caso nós vamos focar no aleatório o experimento da

Fenda Dupla começa como normal mas existe 50% de chance de o caminho que o elétron fez ser revelado pelo sinal e 50% de chance de que ele vai ser destruído se nós repetirmos o experimento várias vezes nós vamos ter dois tipos de elétrons os elétrons que tiveram o sinal da sua posição coletada e então lida e o seu caminho determinado e Nós também vamos ter os elétrons que tiveram a informação do caminho coletada mas apagada logo em seguida os elétrons com as posições determinadas formam um padrão de duas listras sólidas seguindo o comportamento de partícula

e os elétrons que tiveram o sinal apagado formam um padrão de interferência como uma onda o detalhe aqui é que a decisão sobre o que nós fazemos com o sinal acontece depois de o elétron ter passado pelas fendas nós decidimos O que nós vamos fazer com o sinal depois que o elétron interage com o detector então mesmo depois de o elétron interagir com o detector ele ainda pode se comportar tanto como partícula quanto como onda Não é possível determinar como o elétron se comporta mesmo depois de a gente coletar informações sobre ele não dá para

determinar a partir de quando que o elétron começou a se comportar como uma partícula ou como uma onda o comportamento do elétron depende da escolha de destruir ou não o sinal sobre a sua posição que pode acontecer a qualquer momento depois da coleção do sinal então ler ou destruir o sinal pode inclusive acontecer depois do experimento da Fenda Dupla ter terminado e aqui nós finalmente vamos chegar no experimento da Fenda Dupla atrasada que é especialmente Bizarro o experimento da Fenda Dupla atrasada É esse mesmo experimento que eu acabei de descrever um elétron Segue pela Fenda

Dupla pela Fenda Dupla se passou é guardada num sinal quântico e o elétron segue pro anteparo normalmente e na Fenda Dupla atrasada nós só decidimos O que fazer com o sinal depois que o experimento da Fenda Dupla acabar depois que o elétron bater no anteparo e a gente medir a posição final dele o resultado também é o mesmo que eu acabei de descrever os elons que tem a sua posição lida agem como partículas e os elétrons que tiveram o seu sinal destruído agem como ondas só que aqui tá a informação que eu preciso que vocês

entendam a decisão de o que acontece com o sinal só vem depois que o elétron já bateu no anteparo e o experimento acabou o comportamento dos elétrons parece ser decidido por algo que só acontece no futuro e a ideia de que o comportamento do elétron é decidido só depois que o sinal é lido no futuro é tão mas tão louca que fez alguns físicos considerarem seriamente a ideia de de retrocausality como partícula ou como onda no experimento não existe tudo que existe é a marca do elétron deixada no fim do experimento é inútil tentar responder

quando que o elétron é uma partícula ou quando ele é uma onda se tudo que nós temos acesso ao resultado do experimento o passado não existe de forma determinada o passado também pode conter incerteza e por conta disso registros no presente ou futuro podem acabar implicando coisas sobre o passado que não podiam ser descobertas no passado e isso fica ainda mais dramático quando nós imaginamos uma versão cósmica do experimento da Fenda Dupla no qual o sinal e o elétron são separados de forma tornar comunicação via sinais de luz impossíveis entre os dois e nessa situação

o sinal parece afetar o Elon Independente de distâncias no espaço no tempo colocando isso de outra forma é impossível determinar Quando que o elétron está agindo como uma partícula e quando ele está agindo como onda então a minha explicação do experimento da Fenda Dupla usual estava um segundo Pedro essa nossa explicação está imprecisa mas logo você vai entender a verdade ele provavelmente vai achar isso muito estranho a ideia de que os efeitos quânticos hoje podem mudar a história do passado foi levada em frente de outras formas em outras teorias da física Stephen Hawking propôs um

modelo de universo que depende de ser observado para ter uma história determinada willer com o seu aluno Richard fean trabalhou em uma teoria na qual a radiação eletromagnética seria capaz de viajar tanto pro futuro quanto pro passado parte da motivação para essa ideia ser levada a sério é a não localidade existem efeitos quânticos que podem atuar Independente de distâncias ignorando qualquer limitação espacial como o emaranhamento quântico que é a chave do experimento da Fenda Dupla atrasada então talvez os mesmos efeitos possam ignorar limitações no tempo e sejam não locais no tempo curiosamente mesmo com efeitos

não locais ainda é impossível de enviar informação pro passado ou mensagens mais rápidas do que a luz mas é importante notar que essa não é a única interpretação possível do resultado do experimento e aqui entra um elemento frustrante do mundo quântico a matemática desse experimento todo que parece criar um paradoxo no tempo é relativamente simples esse experimento que é complicado de descrever com palavras e que tem um resultado absurdo e Óbvio dá o resultado esperado se você descrever ele com a matemática do mundo quântico e isso mostra uma das verdades da mecânica quântica o mundo

quântico não precisa fazer sentido PR as nossas as mentes feitas de física clássica mesmo assim dá para salvar linha de tempo usando a chave da mecânica quântica complementaridade para entender por que esse experimento não necessariamente mostra uma informação sendo enviada pro passado nós vamos entender melhor como o sinal que determina o comportamento do elétron funciona o sinal é quântico e isso significa que a informação que Ele carrega está guardada em algo quântico como por exemplo a orientação do campo magnético de outro elétron numa direção específica isso também significa que a informação que o sinal carrega

pode ser destruída se a gente medir alguma quantidade complementar a informação do sinal informações complementares se excluem da mesma forma que medir informação sobre a posição destrói informação sobre a velocidade ou medir o comportamento de uma partícula do elétron destrói o padrão de interferência medir algo complementar ao sinal destrói e apaga o sinal original então processar o sinal também é fazer uma medida experimental se nós quisermos ler o sinal nós vamos medir o que queremos saber se quisermos destruir o sinal nós vamos medir algo que destrói informação original e a chave para remover efeitos que

parecem afetar o passado é inverter a lógica do que é o sinal e do que é o experimento no caso da Fenda Dupla atrasada ao invés de dizer que o comportamento do elétron é determinado pelo sinal nós podemos dizer que o comportamento do sinal é determinado pelo elétron se a leitura da informação acontece só depois do experimento da Fenda Dupla ter acabado nós podemos interpretar o elétron da Fenda Dupla como contendo informação sobre o sinal e não o contrário Então se o elétron Na Fenda dupla atuar como uma partícula isso indica que o sinal vai

ser lido e se o elétron na frenda Dupla atuar como onda isso indica que o sinal vai ser destruído da mesma forma que o sinal quântico carrega informação sobre o elétron via emaranhamento o elétron carrega informação sobre o sinal quântico e essa situação é simétrica e é justamente essa simetria que cria a impressão de que alguma informação viajou pro passado é igualmente possível e correto de escrever o comportamento do elétron através do sinal ou o comportamento do sinal através do elétron qualquer uma das duas partes do experimento pode ser interpretada como relacionada com a outra

e isso via emaranhamento quântico ou seja o resultado final vai ser o mesmo e essa simetria no tempo permite que o experimento faça sentido quando interpretado como se o sinal mudasse o passado mas essa interpretação não é necessária para que o experimento ocorra como ele acontece o experimento da Fenda Dupla não mostra que o futuro pode mudar o passado mas ele pode ser interpretado assim e ele também pode ser interpretado de outras maneiras só que essas interpretações do experimento não estão construídas na matemática da mecânica quântica tudo que a mecânica quântica nos diz é que

o resultado do experimento da Fenda Dupla e o resultado da medida do sinal estão correlacionados e só isso quem sente a necessidade de falar de causa e efeito e de criar uma história pro elétron e pro sinal Somos Nós seres humanos o que a fem da dupla trasada aponta é justamente que o mundo quântico não precisa contar histórias que nós somos capazes de entender Até a ideia de que às vezes o elétron é uma partícula e às vezes é uma uma onda é descartada por esse experimento tudo que nós sabemos é o resultado do experimento

e o padrão de onda ou de partícula no anteparo é impossível de saber como que o elétron se comportou no meio do caminho o mais perto que nós podemos chegar de uma afirmação verdadeira sobre a natureza do elétron é que a natureza é complementar onda e partícula misturadas juntas e shallow Now de novo por favor Pedro não me diz que você fez essa piada Tarde demais já fiz muito obrigado e até a próxima h