Dilema Quântico

Fato: o mundo do dia a dia parece ser um, e o mundo quântico outro. Por que esta diferença? Talvez não existam diferenças, e seja tudo questão de perceber os eventos em escalas diferentes. Provavelmente os comportamentos quânticos sempre foram os reais, e o comportamento macroscópico aos quais estamos acostumados não passam de uma combinação de incontáveis comportamentos quânticos vistos como um conjunto, se apresentando na forma da realidade à qual estamos acostumados. Mais ou menos como, na termodinâmica, a temperatura de um gás é a visão, em conjunto, da média das velocidades de todas as suas moléculas.

Concordo, acho que comecei este texto de uma forma muito complicada. Tentarei me corrigir daqui pra frente! Vamos então rever com quais fatos estamos acostumados, a ponto de considerarmos que sejam realidades absolutas. Primeiro, as coisas sempre estão num lugar conhecido em dado instante, ou paradas ou numa velocidade determinável. E não deixam de existir se paramos de observá-la. Como sabemos disto? É que se paramos de observá-la um determinado intervalo de tempo, conhecendo sua posição e velocidade neste instante, e voltamos a observá-la depois, ela normalmente estará numa nova posição que corresponde exatamente à velocidade multiplicada pelo intervalo de tempo que deixamos de observá-la. Ou seja, o comportamento de corpos macroscópicos em referencial inercial (livre de acelerações) em relação ao observador é sempre previsível.

Também é consenso comum que o tempo sempre avança, que as causas sempre precedem os efeitos. Que eventos passados e presentes afetam os futuros, mas nunca o contrário. Como temos certeza disto? Na verdade, só porque nunca observamos um contra-exemplo...

Nos desloquemos agora para o mundo quântico, para corpos tão pequenos que coisas estranhas começam a acontecer. Se sabemos onde a partícula está, não podemos estar certos quanto à sua velocidade. Se conhecemos sua velocidade, é impossível determinar sua posição com precisão. Os corpos deixam de ter uma posição exatamente determinada, e passam a apresentar apenas uma "nuvem de probabilidades" de onde eles podem estar. A princípio, como eu também pensei quando tomei contato com a idéia, pode parecer apenas uma aproximação matemática irritante mas necessária para explicar o que acontece nesta escala das coisas "muito pequenas", e não uma realidade. Mas as coisas podem se complicar...

O clássico e extremamente banal experimento da fenda dupla coloca tudo abaixo! A princípio ele deveria ser conclusivo: decidir de uma vez por todas se a luz era partícula (fótons) ou ondas eletromagnéticas. Objetos macroscópicos submetidos a esta experiência se comportam como partícula, como esperado: apresentam dois máximos de colisão no anteparo, um para cada fenda. A luz se comporta como onda, criando padrões de interferência com máximos e mínimos típicos de uma onda se propagando e interagindo. Alguém então pensou: "e se eu testar isto com um feixe de elétrons?" Ah, infeliz idéia, que tirou nossa paz e nossas certezas a respeito da realidade!! Tínhamos certeza de que ele era uma partícula, mas ele se comportou como onda e formou padrões de interferência no anteparo receptor!

"Mas isto não vai ficar assim!", pensaram os físicos. "Vou lançar um elétron de cada vez, medir por qual fenda ele passa, e verificar onde ele bate no anteparo receptor!" Assim fizeram e... formou-se no anteparo o padrão de impacto de partículas! Refizeram então o experimento: "Vou lançar um elétron de cada vez, mas não vou tentar medir por qual fenda ele passa, apenas vou ver o padrão que ele forma no anteparo receptor...", e apareceu o padrão de interferência de ondas. Era como se os elétrons decidissem se iriam se comportar como ondas ou como partículas dependendo do fato deles estarem sendo observados de perto ou não. Completamente sem sentido, mas fato: isto acontecia!

Se isto pareceu bem maluco, vem agora a melhor parte! Recentemente sofisticaram o experimento, que funcionava assim: átomos de hélio eram lançados individualmente contra um anteparo de fenda dupla. Mas com uma pequena modifiação: inicialmente uma fenda era livre, e a segunda era bloqueada eletromagneticamente por um circuito, comportando-se como se não existisse. Depois que o átomo passava pela primeira fenda (vejam bem, DEPOIS!!) um algoritmo decidia aleatoriamente se abria ou não a segunda fenda. Qual o comportamento observado? Bom, se a segunda fenda, ALEATORIAMENTE, permanecia fechada depois da passagem da partícula, aparecia um padrão de partícula. Se ela abria, padrão de onda. COMO ASSIM? É como se, depois da partícula passar pela primeira fenda e se comportar como partícula, ela percebesse que a segunda fenda se abriu, voltasse no tempo, e atravessasse as fendas de novo como onda, formando padrões de interferência. Isto significa que eventos futuros (a decisão aleatória de abrir ou não a segunda fenda) parecia ser capaz de alterar o que acontecia no passado...

Bom, vou parar por aqui que minha cabeça já deu um nó gigantesco!!! Mas é algo para se pensar! :-)