A interpretação de muitos mundos da mecânica quântica diz que uma medição pode causar uma divisão da realidade em mundos separados.
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A interpretação quântica-mecânica que sugere que novos universos são criados constantemente ganharam alguma respeitabilidade desde que foi proposta em 1957.
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A interpretação quântica-mecânica que sugere que novos universos são criados constantemente ganharam alguma respeitabilidade desde que foi proposta em 1957.
A física quântica geralmente estendeu a imaginação com conceitos como a dualidade e o emaranhamento de ondas -partículas. Mas talvez nenhum trecho tenha sido tão longe quanto a interpretação de muitos mundos, que afirma que a medição de um objeto quântico produz universos separados para cada resultado possível. Em 1957, Hugh Everett, um estudante de pós -graduação da Universidade de Princeton, propôs essa teoria como uma maneira de lidar com paradoxos aparentes em torno das medições quânticas (1). Embora a idéia não seja testável no laboratório, ela influenciou o pensamento de muitos físicos e fez várias aparições na cultura common.
Na época em que Everett estava escrevendo, a explicação aceita da mecânica quântica period a interpretação de Copenhague, que continua sendo o entendimento convencional. Essa interpretação começa com a função de onda – uma entidade matemática que descreve a probabilidade de que um objeto quântico (ou sistema) seja encontrado em um estado específico. Um exemplo simples é um fóton que viaja para a direita e atingindo um espelho de 50/50. A função de onda resultante pode ser imaginada como duas ondulações viajantes – uma à direita, propagando além do espelho e uma à esquerda, refletindo para trás. Se um cientista chamado Alice coloca um detector no lado direito do espelho, há 50% de probability de o fóton atingir o detector e ela ouvirá um clique.
O que perturbou Everett (e outros físicos (2)) foi como uma medição afeta a função da onda. De acordo com a interpretação de Copenhague, um observador faz uma medição e a função de onda entra de repente no estado observado. Então, quando Alice ouve um clique, o fóton consolida instantaneamente à direita, enquanto a ondulação à esquerda desaparece. Everett viu um problema nessa evolução descontínua e em sua dependência de um observador externo para iniciá -lo.
A proposição de Everett period assumir que a função de onda nunca entra em colapso; muda continuamente. Mas então a pergunta se torna: por que o observador só vê um resultado? A explicação de Everett foi que o sistema geral (Observador Plus de Objetivo) divide, ou “ramificações”, em uma superposição de estados, levando a várias trajetórias. É como se uma Alice tivesse a trajetória de “clique”, e outra Alice pega a trajetória “sem cliques”. “Everett mostrou que, se você interagir com um objeto quântico, você entrará na superposição”, diz o filósofo da física Simon Saunders, da Universidade de Oxford, Reino Unido.
Essa idéia de múltiplos “yous” se ramificando e vivendo vidas diferentes tem sido um tema recorrente em filmes, como Dr. Unusual e Tudo em todos os lugares de uma só vez. Nessas representações populares, uma pessoa pode pular entre diferentes universos. Mas o modelo de Everett não permite que as filiais se afetem. “Nenhum observador jamais estará ciente de nenhum processo de” divisão “”, ele escreveu (1).
Antes do trabalho de Everett, outros físicos, incluindo Erwin Schrödinger, consideraram como a função da onda poderia ser entendida em termos de uma superposição de observadores. Mas “Everett foi o primeiro a ser ousado o suficiente para colocá -lo de maneira tão clara e direta e a propor como uma maneira de resolver o problema de medição quântica”, diz Philipp Strasberg, físico teórico da Universidade Autônoma de Barcelona, na Espanha.
A solução de Everett não atraiu muitos apoiadores no começo, diz Saunders. Uma razão teve a ver com a explicação da probabilidade nos resultados da medição. Ingenuamente, pode -se imaginar que a probabilidade de uma observação específica, como o clique de Alice, está impressa no número de ramos nos quais essa observação ocorre, em relação ao número complete de ramos. No entanto, os teóricos mostraram na década de 1970 que essa “contagem de ramo” ingênua levaria a estatísticas de medição incorretas. Para evitar essa armadilha, os pesquisadores criaram cenários de ramificação mais sofisticados, diz Saunders, mas a compreensão da probabilidade continua sendo uma dificuldade para as teorias de muitos mundos.
Apesar dessa dificuldade, a interpretação de muitos mundos teve um amplo impacto científico. Foi promovido desde o início pelo teórico da gravidade Bryce Dewitt, depois na Universidade da Carolina do Norte, Chapel Hill, que cunhou o termo “muitos mundos”. Também foi defendido pelo pioneiro de computação quântica David Deutsch, da Universidade de Oxford, que comparou os cálculos paralelos em um computador quântico a mundos paralelos. A teoria forneceu uma base conceitual para algumas teorias em cosmologia, e pode ser útil na tentativa de preencher a física quântica com a gravidade (ver Ponto de vista: Os mundos clássicos podem emergir de universos quânticos paralelos?). “Isso influencia significativamente o tipo de teoria unificada da gravidade quântica pela qual estamos pesquisando”, diz Strasberg.
A interpretação de muitos mundos tem muitos detratores, mas “tornou-se cada vez menos com a margem, e cada vez mais físicos estavam dispostos a sair e apoiá-la”, diz Saunders, que editou e contribuiu para uma coleção de ensaios sobre teorias de muitos mundos (3). Ele acha que a razão para essa crescente aceitação é que as alternativas, como a mecânica bohmiana e a teoria do colapso dinâmico, têm problemas para lidar com a relatividade ou são difíceis de calcular. Quando as pesquisas de palha são realizadas em conferências sobre fundações quânticas, cerca de um terço a metade dos participantes colocará a mão em favor de muitos mundos, diz Saunders. Strasberg concorda: “Entre aqueles que pensaram seriamente no problema de medição quântica, não ficaria surpreso ao descobrir que a interpretação de muitos mundos classifica o número um”.
“Ainda assim, muitos não estão preparados para serem exagerados com isso”, diz Saunders. Ele acha que os pesquisadores relutam em mostrar uma abertura a uma idéia aparentemente louca. Strasberg tem uma opinião diferente: “Acho que todas as interpretações da mecânica quântica têm um elemento estranho, e qual você acha mais estranho parece ser mais influenciado por gostos pessoais do que por argumentos científicos”.
–Michael Schirber
Michael Schirber é um editor correspondente para Revista de Física Sediada em Lyon, França.
