Einstein e seus co -autores alegaram mostrar que a mecânica quântica levou a contradições lógicas. As objeções expuseram as previsões mais estranhas da teoria.
P. Ehrenfest, cortesia AIP Emilio Segrè Archives Visible, coleção Gamow
Albert Einstein (à direita) e seus colegas atacaram a nova mecânica quântica, mas Niels Bohr (à esquerda) defendeu a teoria.
P. Ehrenfest, cortesia AIP Emilio Segrè Archives Visible, coleção Gamow
Albert Einstein (à direita) e seus colegas atacaram a nova mecânica quântica, mas Niels Bohr (à esquerda) defendeu a teoria.
Albert Einstein nunca gostou muito de mecânica quântica. Em 1935, ele e dois colegas argumentaram no Revisão física que a teoria estava faltando algo essencial (1). Eles descreveram um experimento imaginário no qual as medições de uma partícula revelaram informações sobre outra partícula sem medir diretamente a segunda. Eles alegaram que a possibilidade de tal experimento contradiz um princípio básico da teoria quântica padrão. Embora o argumento tenha sido essencialmente refutado mais tarde, ainda deixa questões difíceis não resolvidas, se amplamente ignoradas, pela maioria dos físicos que trabalham.
Antes da década de 1920, os físicos tomavam como certo que objetos físicos possuem propriedades definidas que as observações adequadas podem revelar. Mas, de acordo com os princípios quânticos, uma medição de algumas propriedades – o momento de uma partícula, digamos – pode produzir uma série de resultados possíveis com probabilidades variadas.
Na chamada interpretação da mecânica quântica, liderada por Niels Bohr do Instituto de Física Teórica na Dinamarca, propriedades como o momento de uma partícula quântica não têm valor definido até que uma medição seja feita. O emblemático dessa idéia é o famoso princípio da incerteza de Werner Heisenberg de 1927, que disse que a medição do momento de uma partícula limita a capacidade de descobrir sua posição e vice -versa. Muitos outros pares de quantidades observáveis são governadas pelo princípio da incerteza.
Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen, do Instituto de Estudo Avançado em Princeton, Nova Jersey, argumentaram que esse pensamento leva à inconsistência. Eles imaginavam criar um par de partículas que se afastavam um do outro, mas com propriedades correlacionadas – uma medição de posição ou momento em uma partícula diria imediatamente a posição ou o momento do outro.
Eles apontaram que um pesquisador poderia optar por encontrar a posição ou o momento da primeira partícula – sem fazer qualquer coisa – observando o segundo. Isso só poderia significar que a primeira partícula tinha valores definidos de ambas as propriedades o tempo todo, porque qualquer uma das propriedades poderia ser inferida com precisão sem que qualquer ação física seja realizada nessa partícula. A interpretação de Copenhague, por outro lado, parecia dizer que as propriedades da segunda partícula só se tornariam definitivas depois que a primeira partícula foi medida, mesmo que as duas partículas não estivessem mais em contato.
EPR – como os autores se tornaram conhecidos – concluíram que a mecânica quântica estava incompleta porque não permitia que as partículas tivessem posição e momento definidos ao mesmo tempo. Em sua resposta alguns meses depois, Bohr argumentou que, como você não podia realizar fisicamente uma medição simultânea de posição e momento, não há como provar que eles coexistem como propriedades definidas (2). Einstein achou a resposta de Bohr pouco convincente, pois evitou cuidadosamente qualquer tentativa de dizer o que estava acontecendo nos bastidores.
A reivindicação de EPR parecia impossível testar decisivamente até 1964, quando John Bell, da CERN, na Suíça, mostrou teoricamente que um teste estatístico com um experimento semelhante ao EPR poderia comparar quantitativamente previsões feitas pela mecânica quântica com as do EPR (3). Tais experimentos eram tecnicamente exigentes, mas análises de medições de polarização de muitos pares de fótons, publicados em 1981-82, mostraram de forma convincente que a mecânica quântica acertou (4).
A EPR usou “um bom raciocínio inequivocamente”, diz o teórico da Quantum, Abner Shimony, do Boston School. A falha é que a mecânica quântica tem um elemento de não localidade-uma conexão sutil entre as duas partículas que persistem mesmo depois que elas se separam. Mas Bohr, tanto quanto Einstein, acredita Shimony, não teria recebido a não -localidade, cujas implicações para nossa compreensão da natureza basic do mundo físico permanecem obscuras.
A. aspecto et al.“Testes experimentais de teorias locais realistas através do teorema de Bell,” Phys. Rev. Lett.47460 (1981); “Realização experimental de Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: Uma nova violação das meias de Bell, ” 4991 (1982); “Teste experimental de desigualdades de Bell usando analisadores variáveis no tempo”. 491804 (1982).
