O Princípio da Incerteza Explicado

é o começo dos anos 1900 foram provavelmente os anos mais interessantes da história da física até então tudo podia ser explicado pela física clássica desde o movimento de foguetes até a complicada termodinâmica mas alguns problemas começaram a causar desconforto em vários físicos algumas coisas simplesmente não pareciam ser possível de serem explicadas usando a física clássica mas a ideia de ela está errada era tão absurda que qualquer mínima sugestão de isso causava grandes discussões acadêmicas mas pouco a pouco os físicos e teóricos da época começaram a perceber que existe uma maneira de explicar os misteriosos resultados

experimentais encontrados a teoria quântica a teoria crítica é um rompimento drástico com os conceitos da física que existiam até então estava cada vez mais claro que a forma de pensar nos físicos o passado não era o suficiente se queremos explicar o mundo ao nosso redor E ainda mais os próprios modelos matemáticos utilizados pela física clássica eram incompatíveis com as estranhezas que encontrávamos o mundo conte uma nessa as estranhezas é o princípio da incerteza de Heisenberg que Com certeza já ouviram falar o princípio da incerteza é uma forma matemática de mostrar que o universo misterioso e

não funciona da maneira que nós queremos vamos supor que você tem uma partícula e você esteja interessado em duas quantidade dessa partícula a posição EA velocidade se você mede a posição com precisão uma coisa estranha acontece quando a velocidade a incerteza dela fica praticamente infinita você não tem como saber o valor e da mesma forma se você mede a velocidade daquela partícula você não tem mais como saber a posição dela com precisar é quase como se as partículas fossem um carro em que o GPS o velocímetro não funciona o mesmo tempo ou você liga o

velocímetro para saber sobre velocidade ou você liga o GPS para saber onde você está se você liga o velocímetro você não sabe onde está se você liga o GPS você não sabe qual é a sua velocidade para deixar claro com um novo tudo isso era o próprio Heisenberg teve dificuldades em postular o princípio da incerteza de uma forma que se encaixasse com o resto da teoria quântica Afinal a ideia na bastante diferente bom então e as ferramentas matemáticas necessárias para entender ela direito mal tinham surgido se vocês quiserem o princípio da incerteza enunciado de maneira

completa ele é o seguinte a incerteza na posição de uma partícula multiplicada pela incerteza no seu momento é sempre maior que uma quantidade fixa que a constante de Planck que aparecem bastante um conta da mecânica quântica e isso / 4 que mas o que exatamente isso quer dizer primeiro que o momento de uma partícula é simplesmente a quantidade de movimento que ela tem no mundo da física clássica isso é simplesmente a massa vezes velocidade de uma partícula então podemos pensar na velocidade ao invés do momento para facilitar nossa vida então o que essa fórmula diz

o seguinte tem certeza na posição de uma partícula diminui a incerteza na sua velocidade aumenta e o contrário também é verdadeiro tem certeza na velocidade de uma partícula diminui a incerteza na sua posição aumenta mas existe um elefante na nossa sala uma palavra que foi colocada no meio essa definição que causou bastante dor de cabeça o tempo com certeza a qual tipo de um certeza nós estamos nos referindo a incerteza na medição em certeza do valor a incerteza no sentido da vida a primeira proposta de iceberg para explicar isso era falar de experimentos então para

ele a incerteza é um erro experimental que nós teríamos ao medir a posição da partícula e Se esse for o caso um jeito de interpretar o princípio da incerteza é existe um limite político na precisão de experimentos para certas quantidades físicas se medirmos a posição de uma partícula com muita precisão num certo instante de tempo não podemos medir a velocidade dessa partícula com alta precisão ao mesmo tempo você ainda pode medir tanta velocidade quanto à posição do mesmo instante de tempo mas quanto mais precisão você tiver em uma medida - você tem a outra é

como uma gangorra se um dos lados está baixo o outro está alto você nunca vai ter os dois tocando no chão a justificativa do Iceberg é interessante se você quer extrair informação de alguma coisa você precisa o olhar para ela então se você sabe a velocidade de um ato mas quer medir a posição dele você precisa jogar um foto que a partícula de luz porque ela precisa voltar até o seu olho ou instrumento de medição só que se você faz isso o foto um interage com o átomo antes de ser refletido e Isso muda a

velocidade dele então você perde a precisão na medida da velocidade só que pensar que isso é um limite fundamental da natureza tá precisando de experimentos é extremamente estranho na física clássica você consegue calcular velocidades e posições e obter valores exatos e precisos só que quando você entra no Cântico é literalmente impossível de saber essas duas coisas ao mesmo tempo com precisão Esse é o princípio da incerteza não existe nada mais complicada uma mecânica quântica Muito obrigado e até a próxima tá bom é outra mentira eu pensei que nem certeza fica ainda mais complicada e mais

estranho a explicação do aizen nega está correta mas ela não está completa ela descreve apenas um dos vários aspectos do princípio da incerteza é chamado de efeito do Observador sempre que você tenta medir a posição de um átomo você muda as propriedades dele porque tem medida a posição dele de forma invasiva usando por exemplo com foto a questão toda acontece por causa da palavra em certeza que existe na definição do princípio da incerteza Porque existe um outro jeito de pensar no que ela representa para o mundo quântico que é ainda mais fundamental do que erros

experimentais na física clássica quando resolvemos uma equação mas temos como resultado um valor preciso que nos dá uma informação Clara se a sua conta deu dois metros então O resultado é dois metros exatamente nem mais nem menos já mecânica quântica é fundamentalmente probabilística Ou seja quando resolvemos uma conta o resultado não é uma velocidade precisa o resultado por exemplo será uma série de possíveis velocidades e qual é a probabilidade que cada uma tem de ser medida em um experimento esse conjunto de probabilidades não é um erro experimental ele é uma característica extremamente importante de sistemas

quânticos Mas se nós temos várias ver a possíveis Cada uma com a sua probabilidade mas temos algumas maneiras de tratar essa incerteza uma delas é a velocidade média e repetimos o experimento várias vezes Qual que é o resultado médio isso é tipo pegar um grupo de pessoas medir a altura de todas e chegar à conclusão de que altura média de todas as pessoas é um metro e 65 cm e além da Média mas também podemos usar o desvio padrão que mede quantos resultados medidos costumam estar afastados esse valor médio que nós acabamos de medir no

caso da altura O desvio padrão é de 15 cm Então se Nós escolhemos uma pessoa aleatóriamente altura dela muito provavelmente vai estar entre 1,50 cm e 1,80 cm respeitando os 15 cm em torno da Média a diferença aqui na mecânica quântica esse desvio padrão já é calculado dentro da teoria sem precisar pensar em experimentos e ele respeita o princípio da incerteza ou seja o desvio padrão é uma medida de incerteza mas não é um erro experimental o princípio da incerteza que nós irmos no começo do vídeo ainda vale quanto mais precisa for o resultado da

posição de uma partícula mais impreciso vai ser o resultado da velocidade Isso mostra que a incerteza é uma parte fundamental da teoria quântica não existe física quântica sem o princípio da incerteza Mas e se eu dissesse para vocês que o princípio da incerteza também existe na física clássica agora as coisas começam a ficar bastante interessantes eu vou tocar dois sons para vocês e para cada som que vocês ouvirem nós vamos tentar responder duas perguntas qual foi o momento exato em que o som tocou e qual que é a frequência do som então aqui vai primeiro

som ó e aqui vai o segundo sol o brigado primeiro são foi tocado por uns cinco segundos então se nós tentarmos dizer o momento exato de tempo Entre o som foi tocado mas não conseguiremos porque isso nem faz sentido nós temos um som de distribuído ao longo de cinco segundos ao invés de estar contido em um instante exato de tempo mas isso nos permite dar uma frequência precisão que é precisamente de 440 Hertz Isso significa que embora a frequência seja precisa nós não temos precisão num instante de tempo Entre o som foi tocado e o

segundo são que é um bip nós sabemos precisamente no momento em que ele foi tocada no vídeo só que qual é a frequência dele nós podemos dizer se ele foi mais aguda ou mais grave mas para determinar exatamente a frequência de uma onda nós precisamos que ela exista por um tempo maior e é aqui que está o princípio da incerteza na física clássica quando nós conseguimos determinar precisamente o tempo em que um som a tocado temos uma incerteza alta na frequência e vice-versa e o princípio da incerteza na mecânica quântica está ligado algo bem parecido

já falamos que as contas a frequente que descreve na probabilidade de encontrar uma partícula com a certa velocidade ou em uma certa posição quando olhamos para como essas probabilidades evoluem o tempo o que nós voltamos aquelas se comportam como ondas inclusive um dos possíveis jeito de descrever o comportamento de uma partícula é através das chamadas funções de onda Então como todas as partículas da mecânica quântica também se comportam como ondas elas acabam seguindo o princípio da incerteza que as ondas da física clássica segue e isso é lindo eu não consegui pensar em outro objetivo eu

tô com falta de objetivos é de certa forma agoniante parar para pensar que não importa o quanto nós tentamos nós nunca teremos como medir algumas coisas com precisão é como se o universo estivesse tentando a todo instante nos dizer que nós somos limitados do nosso conhecimento mas a parte bonita aqui mesmo com esta limitação isso não nos barrou desenvolver uma teoria extremamente bem-sucedida para entender o totalmente não intuitivo o mundo da mecânica quântica o Max net Muito obrigado e até a próxima pessoal geralmente não conhece esse tipo de coisas mas eu fui indicado somos finalistas

para o prêmio influência de personalidade digitais do ano na categoria ciência e curiosidades Então se vocês gostam do meu trabalho dos meus vídeos se vocês quiserem votar em mim isso significaria muito para o meu trabalho então o link vai tá nos comentários e eu agradeceria de verdade se você pudesse me ajudar nisso significaria muito para mim vejo vocês no próximo vídeo [Música] E aí E aí [Música]