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Mecânica Quântica - uma breve introdução
Finalmente comecei a cumprir a promessa e esse é nosso primeiro texto da série a respeito de mecânica quântica (MQ). Minha intenção aqui será unicamente dar uma visão desmistificada do que é a mecânica quântica no seu panorama geral, então nesse texto e nos textos seguintes espero abordar:
1 – Introdução (não histórica)
2 – Dualidade Onda-Partícula e Função de Onda.
3 – O caráter probabilístico da MQ e alguns formalismos
4 – Spin
5 – Curiosidades, paradoxos e outros
Nesses textos não pretendo fugir muito da matemática, ou seja, eu vou tentar ensinar vocês a como ler as equações e não a trabalhar com elas, pois existem muitos e muitos textos bons por aí que podem dar uma visão bem didática do assunto, mas nenhum dos que achei parece se preocupar em mostrar qual a matemática usada e como ela usada, ainda que seja uma das peças fundamentais da mecânica quântica.
1 – Introdução
Como tenho muito a escrever, vou deixar de lado aqui uma introdução histórica sobre a MQ, porém você poderá ler sobre ela (faça isso!) no links abaixo:
- O Surgimento da Física Quântica (Unicamp)
- A História da Teoria Quântica (USP)
- Uma Breve História da Mecânica Quântica
Na escala de tamanho do nosso dia-a-dia, a natureza parece prosseguir sem muitos mistérios. Com a mecânica de Newton conseguimos descrever muito bem o deslocamento de carros, a queda de pessoas, os socos e chutes em uma luta de MMA. Também conseguimos descrever fenômenos eletromagnéticos a partir do eletromagnetismo consagrado por Mawxell.
Porém nossa física clássica falha quando tentamos utilizá-la para descrever fenômenos que ocorrem distantes dos nossos olhos, na escala atômica e subatômica. Por exemplo, a existência e as propriedades dos átomos, ligações químicas e propagação de um elétron em um cristal só podem ser explicadas de forma correta no âmbito da mecânica quântica. Podemos estender nosso aprendizado da mesma para explicar também os corpos macroscópicos, uma vez que o comportamento de seus íons, átomos, elétrons, são regidos por leis da MQ.
De um ponto de vista histórico, no final do século XIX, as pessoas distinguiam entre duas entidades em
fenômenos físicos: matéria e radiação. Leis completamente diferentes
foram utilizadas para cada uma delas.
Por sua vez, a mecânica quântica veio contribuir para uma unificação notável dos conceitos fundamentais da física, tratando partículas de matéria e radiação em pé de igualdade.
Para prever o movimento de partículas de matéria, as leis da mecânica newtoniana eram utilizadas e seu sucesso foi muito impressionante. No que diz respeito à radiação, a teoria do eletromagnetismo, graças à introdução das equações de Maxwell, tinha produzido uma interpretação unificada de um conjunto de fenômenos que eram considerados como pertencentes a diferentes domínios: eletricidade, magnetismo e óptica. Em particular, a teoria eletromagnética da radiação havia sido espetacularmente confirmada experimentalmente pela descoberta das ondas hertzianas. Porém, algumas inconsistências surgiram. Havia dificuldades para interpretar o comportamento dos elétrons ao redor do núcleo, considerando que ambas as teorias (mecânica e eletromagnética) estavam corretas.
Em linhas gerais, segundo a teoria eletromagnética de Maxwell, uma partícula carregada, quando em movimento acelerado deve irradiar e perder energia. Assim, se os elétrons girassem ao redor do núcleo, estariam sujeitos a uma aceleração centrípeta, de forma que perderiam energia e cairiam em direção ao núcleo com um movimento espiral, emitindo radiação eletromagnética. Entretanto, um átomo com os elétrons parados ao redor do núcleo também não apresenta estabilidade, pois a força de atração entre o núcleo e os elétrons faria com que estes caíssem em direção ao núcleo, também emitindo radiação. Desta forma, era necessário um modelo que explicasse como os elétrons permaneciam em orbitais estáveis, sem que o átomo se “autodestruísse” com o tempo. Além disso a teoria clássica ainda apresentava alguns problemas em relação a absorção e emissão de radiação.
Na segunda década do século XX, já havia importantes resultados dos estudos da interação da radiação com a matéria, bem explicados pela força de Lorentz. Este conjunto de leis tinha trazido a física a um ponto que pode ser considerado satisfatório, tendo em vista os dados experimentais dessa época. Porém, a visão determinista clássica dominava o pensamento científico, sendo que a matéria era descrita em termos de partículas e átomos, enquanto a radiação era vista como uma onda. GRIBBIN descreve bem a situação quando afirma que:
“nessa época o melhor caminho para unificar a física parecia ser o estudo da interação entre a radiação e a matéria. Mas foi precisamente aí que a física clássica, até então sempre vitoriosa, falhou”.
No início do mesmo século, Lorde Kelvin disse que, no panorama da física, o céu estava obscurecido por duas nuvens negras. A primeira nuvem de Kelvin era o movimento da Terra ao longo do Éter, e a segunda nuvem se referia a necessidade da equipartição da energia para se corrigir discrepâncias entre previsões teóricas e dados experimentais na radiação térmica (nos focaremos nisso mais abaixo).
Essas nuvens anunciaram uma tempestade, a primeira deu origem a Teoria da Relatividade e a segunda a Mecânica Quântica.
A "revolução" quântica e a "revolução" relativística eram, em grande medida, independentes, uma vez que desafiaram a física clássica¹ em diferentes pontos. A teoria da relatividade (restrita) veio para explicar fenômenos que ocorriam a velocidades próximas a da luz, enquanto que a teoria quântica tentava explicar fenômenos que ocorriam em dimensões próximas ou inferiores a do átomo, que eram pontos distintos em que a teoria clássica falhava.
No entanto, é importante notar que a física clássica não morreu após a construção dessas duas novas mecânicas, pois em ambos os casos, ela pode ser vista como uma aproximação das novas teorias. Ou seja, para baixas velocidades, as equações que descrevem a relatividade nos dão as equações que usávamos na mecânica clássica, e basicamente o mesmo acontece com a mecânica quântica para casos macroscópicos específicos. Logo essa aproximação é válida para a maioria dos fenômenos que ocorrem na escala do nosso dia a dia, nos permitindo usar a mecânica newtoniana para prever corretamente o movimento de um corpo sólido, desde que seja não-relativístico (velocidades muito menores que a da luz) e seja macroscópico (dimensão muito maior do que as atômicas).
Ainda sim, a partir de um ponto de vista fundamental, a teoria quântica permanece indispensável. É a única teoria que nos permite compreender a própria existência de um corpo sólido e os valores dos parâmetros macroscópicos -como a densidade, calor específico e elasticidade, etc- associada a ele.
Nosso ponto de partida é entendermos o que começou dando errado na teoria clássica e o que foi necessário fazer para corrigir esse erro, ou seja, entendermos uma das duas nuvens negras de Kelvin.
Todos nós aprendemos nas incríveis e animadas aulas de termodinâmica do ensino médio, que corpos aquecidos emitem radiação térmica² em um espectro contínuo, ou seja, emitem luz que está quase totalmente na frequência do infravermelho. Por esse motivo só podemos vê-la com aparelhos especiais chamados de espectrômetros, sendo possível então determinar a temperatura de um corpo a partir da radiação térmica que ele emite.
De forma bem geral, o espectro de radiação térmica emitida por um corpo aquecido depende da composição dele, ou seja, um carvão incandescente emite um espectro de radiação térmica diferente de ferro fundido, logo para um estudo mais simplificado e eficiente, seria uma boa idéia idealizar um objeto que eliminasse problemas necessários.
Como você deve estar cansado de saber,
físicos gostam de coisas ideais, como vaca esférica num pasto plano
sem atrito e no vácuo, então give me some more; Para o estudo de radiações idealizamos um tipo de corpo (chamado de corpo negro) que absorve toda radiação
térmica que incide nele e emite radiação em todo espectro.
Dois corpos negros a mesma temperatura emitem o mesmo espectro de
radiação térmica
É possível pensar em um corpo negro como uma caixa com um orifício, toda a radiação do exterior que entra na caixa dificilmente consegue sair dela e então será absorvida em seu interior. Depois que toda radiação externa é absorvida pelo orifício, ele passa a emitir um espectro de radiação que chamamos de espectro de corpo negro. A energia total irradiada por esse corpo negro é chamada de Radiância e ela depende da temperatura do corpo. Pelos trabalhos de Stefan e Boltzmann, foi possível mostrar que a radiação emitida por um corpo negro é proporcional a temperatura desse corpo na quarta potência, ou seja:
$R_{T} = \sigma T^4$
Essa relação entre radiância e temperatura é conhecida como lei
de Stefan-Boltzmann, e $\sigma$ é a constante de Stefan-Bolztamann.
Em 1899, a partir de dados experimentais, Lummer e Pringshein, plotaram um gráfico da radiação de
corpo negro pela frequência da radiação emitida e obtiveram essas belas curvas:
 |
| Os valores 1000/2000/3000... são as temperaturas em Kelvin. |
Por esse gráfico vemos que quando a
temperatura aumenta a frequência da radiação se desloca
linearmente para valores mais altos, a isso chamamos de lei de deslocamento de Wien. Para a finalidade que queremos (uma
introdução a MQ), é mais interessante plotar um gráfico da
densidade de energia emitida pela frequência. A densidade de energia
(que chamaremos de $\rho$) se relaciona com a radiância da seguinte
forma: $R_{T}= \frac{c}{4} \rho_{T}$ (c é a velocidade da luz) - ou seja, a Radiância nada mais é do que densidade de energia multiplicada por uma constante. Ainda podemos rearranjar a
equação, fazer algumas considerações e substituições e obter a densidade de energia em função a frequência $\nu$, e ela damos o nome de
fórmula de Rayleigh-Jeans para a radiação emitida pelo corpo negro:
$\rho(\nu)=\frac{2 \pi \nu^2 kT}{c^3}$
Na fórmula acima, $K$ é a constante de Boltzmann.
Usando essa fórmula para plotar nosso
gráfico da densidade de energia pela frequência, obtemos:
 |
| Gráfico dos valores esperados teoricamente, apenas a temperatura de 1750 K é utilizada. (obs. ignore o "grau") |
 |
| Gráfico dos valores esperados experimentalmente, apenas a temperatura de 1750 K é utilizada. (obs. ignore o "grau") |
Puts, alguma coisa deu muito errada! O
teórico diz que a energia tende ao infinito para frequências muito
altas, enquanto o experimental mostra uma curva totalmente diferente,
em que a energia vai a zero para frequências altas. A esse problema
damos o nome de catástrofe do ultravioleta, pois a divergência entre os gráficos acontece na região do espectro ultravioleta, e é aqui que começa
nosso primeiro passo em direção a MQ.
Antes que você pense que pode ser
algum erro de matemática ou mesmo na forma que foi utilizada a
física clássica para descrever esse problema, lembre-se que já
repetimos os cálculos e já repensamos a teoria milhares e milhares
de vezes.
“Então se não fizeram "cagada" na matemática e nem erraram em considerações na física clássica, onde está o problema?”
“Então se não fizeram "cagada" na matemática e nem erraram em considerações na física clássica, onde está o problema?”
O problema era no cerne da teoria clássica, pois
considerávamos que a radiação era continuamente emitida e
absorvida, até que Planck propôs uma hipótese audaciosa (e desesperada) de considerar a
discretização dessa energia, ou seja, a energia seria emitida e absorvida
em pequenas quantidades que ele chamou de quanta. Matematicamente
falando, ele assumiu que quando a frequência da radiação fosse muito grande (tendesse ao infinito) a
energia média da radiação deveria tender a zero. Com essa consideração, Planck
conseguiria reescrever a fórmula para densidade de energia de modo que ela se
encaixasse nos dados experimentais, contudo a energia não mais
assumiria qualquer valor, mas sim valores específicos, por exemplo:
Se na teoria clássica, a energia
poderia assumir valores de 1/2,1,3/2,2,3/2,3,... agora com a discretização
da energia ela poderia assumir apenas valores específicos inteiros, como
1,2,3,4... e é justamente a isso que damos o nome de quantização. Quantizar algo é fazer ele assumir apenas valores específicos e não
mais contínuos.
Depois de várias manipulações
matemáticas, tomando como base a discretização da energia, Planck
conseguiu obter uma cara nova para fórmula de Rayleigh-Jeans:
$ \rho_{T}( \nu ) = \frac {8 \pi \nu^{2}}{c^{3}} \frac {h \nu}{ e^{ \frac {h \nu}{KT}} - 1} $
lembrando que $\pi = 3,14$. $c$ é a velocidade da luz, $K$ é a constante de Boltzmann novamente, $h$ é a constante de Planck e $e$ é o famoso exponencial, que vale 2,718.
Agora, a nossa teoria passa a descrever
com excelente aproximação o que obtemos nos experimentos:
Em um apanhado geral de tudo que
falamos aqui, começamos com uma teoria clássica da radiação, que
não descrevia de forma satisfatória os dados experimentais
relacionados a emissão e absorção de radiação por um corpo
negro. Os dados experimentais diziam que para grandes frequência a
densidade de energia da radiação tenderia a zero, enquanto a teoria
dizia que para essas frequências a energia deveria ir ao infinito.
Para que houvesse solução para o problema, Planck considerou a emissão e a absorção de radiação de forma discreta,
como se a radiação fosse emitida e absorvida em pequenos pacotes
que ele chamou de quanta. Com essa nova visão, Planck foi capaz de
modificar a fórmula de Rayleigh-Jeans para que ela descrevesse os
dados obtidos no experimento, assim a teoria estava novamente de
acordo com o observado na natureza, porém com uma modificação fundamental na
forma como enxergávamos o fenômeno. Foi assim que demos os
primeiros passos em direção a mecânica quântica. Existe ainda uma
forma de mostrarmos o fenômeno de quantização a partir do
eletromagnetismo, no estudo de radiações justamente, se eu
conseguir pensar em uma forma simples de demonstrar isso eu abordarei
no tópico 5.
Para encerrar o nosso primeiro texto vamos nos focar na quantização da energia que citei, mas não expliquei acima. Como eu disse anteriormente, a hipótese de Planck foi audaciosa e desesperada, pois violava o principio de equipartição da energia, que tem origem na distribuição de Boltzmann, na qual a energia média de um sistema térmico pode ser calculada utilizando uma ferramenta matemática chamada Calculo Integral, e então obtemos:
em que $h$ é a constantede Planck e a partir daí podemos considerar a energia como:
sendo $n=0,1,2,3,4...$ - ou seja, $n$ não é válido para valores não inteiro como 1/2,3/2,4/5,6/5,1/3... logo nossa energia é quantizada e então podemos recalcular a densidade de energia como:
Para encerrar o nosso primeiro texto vamos nos focar na quantização da energia que citei, mas não expliquei acima. Como eu disse anteriormente, a hipótese de Planck foi audaciosa e desesperada, pois violava o principio de equipartição da energia, que tem origem na distribuição de Boltzmann, na qual a energia média de um sistema térmico pode ser calculada utilizando uma ferramenta matemática chamada Calculo Integral, e então obtemos:
$ E= KT $
Levando isso em consideração Planck tomou,
como já era conhecido da teoria clássica, que para frequências muito próximas de zero,
a energia tenderia a $KT$. A
contribuição verdadeiramente relevante veio da consideração de
que a energia média para frequências muito grandes fosse zero, e
não $KT$ como o princípio de equipartição dizia. Então Planck
precisou modificar a forma com que a energia era calculada para que essa ultima
condição fosse satisfeita. Levando em conta sua nova
hipótese, Planck considerou que os
valores discretos da energia fossem distribuídos uniformemente, ou seja:
$E = 0, \Delta E, 2 \Delta E, 3 \Delta E$
ou ainda :
$E = n \Delta E$
sendo $\Delta E$ um intervalo constante entre dois
valores discretos de energia e $n = 0,1,2,3...$. O ponto importante aqui é que para frequências pequenas o $\Delta E$ é pequeno, e para frequências grandes o $\Delta E$ é grande. Com isso podemos relacionar a
variação da energia $\Delta E$ com a frequência $\nu$ da radiação
da seguinte forma:
$\Delta E = h \nu$
em que $h$ é a constantede Planck e a partir daí podemos considerar a energia como:
$E=nh\nu$
sendo $n=0,1,2,3,4...$ - ou seja, $n$ não é válido para valores não inteiro como 1/2,3/2,4/5,6/5,1/3... logo nossa energia é quantizada e então podemos recalcular a densidade de energia como:
$\rho_{T}( \nu ) = \frac {8 \pi \nu^{2}}{c^{3}} \frac {h \nu}{ e^{ \frac {h \nu}{KT}} - 1}$
Apesar de tudo que vimos até aqui parecer algo incrível, uma grande parcela da comunidade científica não aceitou com grande empolgação a hipótese de Planck (incluindo ele mesmo). Apenas 20 anos mais tarde, trabalhos mais sólidos começaram a surgir e a Mecânica Quântica que temos hoje começou a ganhar forma.
Espero que para vocês tenha ficado claro, qualquer dúvida é só deixar nos comentários. No próximo post irei abordar Dualidade Onda Partícula e Função de Onda.
Bibliografia:
- Cohen-Tannoudji - Quantum mechanics, vol 1. (introdução)
- Toledo Piza - Mecânica quântica. (detalhes adicionais)
- Lima C.R.A - Física Moderna (manuscrito). (corpo do texto)
- Feynman - Lectures on Physics. (mais detalhes adicionais)
1 - A teoria da relatividade, pode ser considerada ainda uma teoria clássica, embora tome o título de moderna por ser contemporânea. Nesse texto e no texto seguinte, a chamaremos de moderna.
2 - Radiação térmica é radiação eletromagnética, até o momento, quem descrevia bem essas radiações era apenas o eletromagnetismo.
A Cura Quântica Possui Respaldo Científico ?
Como eu já disse nesse texto aqui, O Gato Zumbi de Schrödinger e o Colapso da Função de Onda, eu ODEIO escrever sobre mecânica quântica porque eu sempre tenho dor de cabeça com “místicos quânticos”. Eu descumpri minha promessa pessoal escrevendo sobre o gato de Schrödinger e agora estou descumprindo mais uma vez, porém de forma ainda mais grosseira. Hoje vou falar sobre Cura Quântica, esse tema é bem controverso e perigoso por dois motivos; primeiro que rola uma grana muito alta em cima disso, segundo que as pessoas defendem o assunto como se fosse religião e time de futebol, então já vou adiantando que não vou aceitar aquele “blablabla quântico”, isso aqui não é uma democracia, é meu blog e não darei espaço para esse tipo de coisa.
Vamos ao assunto. Há muito tempo que discuto sobre ciência e pseudociência, e esse assunto me desgastou tanto que eu resolvi colocar ele dentro de uma capsula de chumbo coberta com concreto e jogar no fundo da Fossa das Marianas. Porém essa semana a coisa ficou feia. Tudo começou com essa notícia da Folha: “Feira de medicina quântica tem desde 'essência de golfinhos' até água 'carinhosa'”, logo depois me deparo com isso nos meus feeds do facebook: “Medalhão Quântico - Cromado - Com Vídeo Teste De Qualidade”, aí eu não aguentei e resolvi escrever esse texto, não porque eu sou um físico dodoizinho, butthurt, NÃO! (tá, talvez eu seja um pouco), mas sim porque um enorme problema surge quando começam a usar um ramo sério da ciência para vender técnicas de curandeirismo e objetos “quânticos” que tratam desde mal olhado até ebola.
Como vocês que acompanham esse blog sabem, eu sou meio Jack Estripador, gosto de ir por partes para organizar o conteúdo. Então vamos começar olhando um pouco para o passado.
No século XIX, o eletromagnetismo estava em alta, havia muita discussão e dúvida acerca das propriedades eletromagnéticas da matéria, de onde elas vinham, porque exatamente existiam, além da concepção de éter muito presente na ciência desse período. Mais ou menos na mesma época dos trabalhos de Maxwell surgiu o espiritismo na Europa (ok, não me crucifique se você for espírita, só estou tratando de história), que por sua vez tinha a postura peculiar de querer se apoiar na ciência e com isso se apossou de alguns termos científicos, como o éter e o eletromagnetismo, que estava começando a ser entendido, mas era o grande mistério da época assim como foi com a quântica há pouco tempo atrás.
Com o caminhar da ciência, o eletromagnetismo foi desmistificado e ficou sem graça, a hipótese do éter foi derrubada no começo do século XX e na mesma época nos deparamos com um novo mistério: a Mecânica Quântica (MQ). Essa por sua vez era ainda melhor que o eletromagnetismo para se assimilar com espiritualidade, pois era mais difícil de entender e o adjetivo “Quântica” dava um ar de modernidade, complexidade e de "científico" ao assunto.
Por volta da década de 1970, o físico Frijot Capra, publicou o livro "O Tao da Física", que fez um paralelo entre a física moderna e conhecimentos orientais. Quando nossos queridos amigos místicos se depararam com isso logo abraçaram a ideia e passaram a implementá-la na forma de ver o mundo. Tivemos um surto de seitas quânticas, objetos quânticos, livros quânticos, chegando a absurdos como “direito quântico”, “sexo quântico”, “Marketing Quântico”, “Dieta Quântica” e “-insira-uma-palavra-aqui- Quântico”. A vantagem de se juntar o “Quântico” como adjetivo a qualquer coisa é que quase ninguém consegue contestar por falta de conhecimento, além de ser mais encantador aos olhos dos leigos.
Por volta da década de 1970, o físico Frijot Capra, publicou o livro "O Tao da Física", que fez um paralelo entre a física moderna e conhecimentos orientais. Quando nossos queridos amigos místicos se depararam com isso logo abraçaram a ideia e passaram a implementá-la na forma de ver o mundo. Tivemos um surto de seitas quânticas, objetos quânticos, livros quânticos, chegando a absurdos como “direito quântico”, “sexo quântico”, “Marketing Quântico”, “Dieta Quântica” e “-insira-uma-palavra-aqui- Quântico”. A vantagem de se juntar o “Quântico” como adjetivo a qualquer coisa é que quase ninguém consegue contestar por falta de conhecimento, além de ser mais encantador aos olhos dos leigos.
Tudo muito bem, tudo muito bom. Uma grande quantidade de físicos resolveu ganhar dinheiro e deixar de pesquisar para começar a vender livros de autoajuda. Surgiram filmes legais (SIC), como o “Quem Somos Nós” e “O Segredo”, mas agora o que temos que nos perguntar é: Sendo a quântica fruto da nossa ciência moderna, até onde essas “coisas” Quânticas são de fato ciência? Obviamente que a resposta é nada trivial, pois é quase impossível traçar uma linha clara entre ciência e pseudociência. Então vamos nos focar no que possui embasamento em pesquisas científicas séries.
Por pesquisa científica entenda que o que estamos procurando são publicações sérias em periódicos revisados por pares e de qualidade. Nós que trabalhamos na área temos acesso à uma plataforma de pesquisa de periódicos chamada de Web of Knowledge, lá estão as publicações do mundo inteiro, basicamente em todas as áreas da ciência. Resolvi fazer uma busca por palavras-chave associadas ao misticismo quântico, abaixo você pode ver os resultados:
Vou fazer questão de explicar direitinho o que eu fiz e comentar esses "artigos". Primeiramente eu fiz pesquisa pelas palavras-chave “Quantum Healing” e “Quantum Health”.
Primeira Busca – Quantum Health:
O Autor é: SCHMECK, HM. ( Sim, só um autor!)
Foi publicado no New York Times e não em um periódico.
Não teve nenhuma citação¹ e usou apenas UMA fonte.
Isso nem pode ser considerado um artigo, mas sim um texto!
Quantum wellness: A practical and spiritual guide to health and happiness
Novamente só tem um autor. Foi publicado na “LIBRARY JOURNAL”. Nenhuma citação, usou só uma fonte e, assim como o anterior, não tem um resumo e nem o texto completo em pdf para sabermos do que se trata. Isso também não pode ser considerado um artigo, muito menos ciência!
O mantra de sempre: Um autor, zero citações, blablablabla... Ah, o periódico que foi publicado tem fator de impacto² 1,6, para título de comparação a Nature possui fator de impacto maior que 30.
Na nossa primeira busca obtivemos apenas três textos que estão LONGE de ser artigos e mais longe ainda de serem pesquisas científicas. Os textos da imagem que não estão descritos aqui é por que não tem relação com cura quântica.
Segunda Busca – Quantum Healing;
Aqui tivemos resultados mais interessantes:
Theoretical Approaches on the Faith Element of Healing Under Traditional Medicine Psychosomatic Medicine, Placebo Effect, Quantum Healing
Novamente um autor, zero citações, a publicação foi feita em um jornal especializado em Cultura. Mas aqui tem resumo ao menos. Do que dá para entender parece que o autor enquadra a cura quântica em efeito placebo. Mas infelizmente não dá para concluir nada, pois o “artigo” não está disponível na integra.
Consciousness and nonlocality (Reprinted from Quantum Integral Medicine: Towards a New Science of Healing& Human Potential, 2005).
Finalmente um “artigo” com uma citação. Apenas um autor e a publicação foi feita na “ALTERNATIVE THERAPIES IN HEALTH AND MEDICINE”, que possui fator de impacto 1,77. Infelizmente não tem nem resumo nem “artigo” completo :(
Quantum transformation in trauma and treatment: Traversing the crisis of healing change
Aqui o nosso recordista de citações: 5, incríveis 5 citações em 7 anos de publicação. Novamente ele só tem um autor, foi publicado na JOURNAL OF CLINICAL PSYCHOLOGY que tem fator de impacto 1,66.
O resumo fala sobre uma suposta técnica, que NUNCA foi testada e por isso é chamada apenas de “ideia”. Como era de se esperar, tem maluquices quânticas como essa “particularly when occurring in quantum leaps, evokes, and illustrate the phenomenology of cascading transformations. They illustrate how the therapist's emotional engagement and attachment orientation”... (cadê o sentido disso?)
Randomized Expectancy-Enhanced Placebo-Controlled Trial of the Impact of Quantumbioenergetic Distant Healing and Paranormal Belief on Mood Distubance: A Pilot Study.
Até agora, essa é a única publicação com mais de um autor. Novamente tem zero citações e foi publicada no EXPLORE: The Journal of Science and Healing que por incrível que pareça pertence a Elsevier. Eu consegui o paper e logo abaixo tem um print dele (tente acessá-lo por aqui). Analisando o paper, vê-se que de fato se parece mais com uma pesquisa científica do que os outros, nota-se que ele possui método definido, análise, resultados... tem basicamente tudo!
Os autores são?
- Adan J. Rock – Trabalha com cognição e ciências sociais na University of New England, na Austrália
- Fiona E. Mermezel – Trabalha na escola de medicina na University of Melbourne, Austrália também
- Lance Storm – Trabalha na escola de Psicologia da University of Adelaide, também na Austrália
Ok, cadê os físicos? Tem quântica e não tem físico? Vou começar a escrever artigos na área de otorrinolaringologia...
O resumo está escrito aqui:
Previous research has demonstrated the effects of ostensible subtle energy on physical systems and subjective experience. However, one subtle energy technique that has been neglected, despite anecdotal support for its efficacy, is Quantum BioEnergetics (QBE). Furthermore, the influence of paranormal belief and experience (either real belief/experience or suggested belief/experience) on subtle energy effects remains unclear. (tradução)
Como vocês podem ver, eles trabalham com a existência da Energia BioQuântica (QBE), que por sua vez não possui comprovação científica. Como foi destacado no próprio "artigo":
É possível ver que a QBE, criada por Ms. Melissa Hocking que hoje é instrutora de QBE, foi publicado como livro de "métodos de cura alternativos" que é bastante divulgado no meio de publicações NewAge. Sendo assim a pesquisa acima parte do pressuposto de que essa "energia" existe de fato, mesmo ela nunca tendo aparecido em nenhum outro paper. Olhando para esse próximo print abaixo, vemos que eles alegam que o Quantum do nome apenas faz referência a um tipo de "emaranhamento" entre o paciente e o médico e que não possui nenhuma base empírica e/ou teórica para o uso da palavra, sendo assim não se encaixa exatamente em cura quântica:
É possível ver que a QBE, criada por Ms. Melissa Hocking que hoje é instrutora de QBE, foi publicado como livro de "métodos de cura alternativos" que é bastante divulgado no meio de publicações NewAge. Sendo assim a pesquisa acima parte do pressuposto de que essa "energia" existe de fato, mesmo ela nunca tendo aparecido em nenhum outro paper. Olhando para esse próximo print abaixo, vemos que eles alegam que o Quantum do nome apenas faz referência a um tipo de "emaranhamento" entre o paciente e o médico e que não possui nenhuma base empírica e/ou teórica para o uso da palavra, sendo assim não se encaixa exatamente em cura quântica:
Assim, podemos ver claramente que não existe publicação científica na área de cura quântica propriamente dita. Não estou dizendo que é mentira, estou dizendo que não é ciência! E esse ponto eu quero abordar com mais precisão, pois sempre que vejo pessoas falando sobre esse assunto é utilizado jargões científicos em larga escala, além de fenômenos como “salto quântico” (essa é a nova moda), propriedades dos elétrons, ondas, partículas, campos, incerteza, colapso da função de onda, etc. Mas quando são contestados de que a ciência não prova nada do que é afirmado e que estão fazendo uso indevido desses jargões, as respostas são sempre as mesma “você tem que abrir sua mente”, “nossa ciência ainda é atrasada”, “você é muito cartesiano”, “a ciência não é dona da quântica”, “ninguém aqui disse que é ciência”. E eu acho todo esse “argumento” uma enorme paralisia mental e um uso egoísta da ciência como objeto descartável.
A partir do momento que esses líderes de seitas se dizem baseados em ramos da ciência, usam os mesmos termos usados pelos cientistas e se dizem embasados por experimentos fica descarada a sua tentativa de vender a ideia como científica, como sólida. Nesses termos a ciência passa por um item de conveniência apenas; enquanto ela corrobora para o que se acredita é usada como propaganda, quando ela contradiz é rebaixada e criticada. A mística quântica é vendida como se fosse ciência e defendida como se fosse religião, o que para mim torna esse assunto irritante demais de se tratar.
Um ponto problemático e que ajuda a embasar esse "boom" de coisas quânticas é a visão estupidificante e absolutamente errada de que “A quântica é uma terra sem lei” (Estou olhando para você, Super Interessante!) ou que ninguém entende nada dela³. A Mecânica Quântica não é uma terra sem lei, não é a casa da mãe Joana, não é o bordel da luz vermelha. Embora ela seja probabilística, isso não a impede de ter leis claras que conseguimos compreender e trabalhar com elas em laboratório, além de conseguirmos aplicar em uma imensidão de tecnologias.
A quantização de propriedades como energia e momento angular por exemplo, são na realidade limitantes, pois com a quantização essas propriedades podem assumir apenas valores específicos e não valores contínuos como na mecânica clássica. Esse é apenas um panorama altamente superficial para que você possa notar que a mecânica quântica tem muitas leis, algumas delas são de fato difíceis de se observar ou compreender, mas elas existem e são rigorosamente cumpridas. Espero em próximo texto poder tratar isso de forma mais aprofundada.
Ilustrando melhor, quando trabalhamos com o átomo de hidrogênio, por exemplo, nós sabemos qual energia esperar para o elétron em sua eletrosfera, sabemos o spin do elétron e do próton que forma o núcleo, conhecemos o momento angular orbital total, etc. Nós podemos também calcular a probabilidade de encontrar o elétron em uma determinada região da eletrosfera, mas logo notaríamos que em alguns lugares essa probabilidade é zero. Ou seja, não existe possibilidade alguma de se encontrar o elétron em determinada regiões específicas da eletrosfera de um átomo de hidrogênio (veja o gráfico abaixo). Da mesma forma, para muitas
leis da mecânica quântica é possível calcular a probabilidade para
o que quisermos, como afirmam os textos que dizem que a MQ é uma
terra sem lei, porém em várias situações essa probabilidade
será zero, mostrando claramente que aquilo não é permitido!
 |
| Os picos representam as regiões de maior probabilidade de se encontrar o elétron enquanto que as regiões mais baixas (que encostam no eixo inferior) possuem probabilidade zero de encontrar o elétron. |
A quantização de propriedades como energia e momento angular por exemplo, são na realidade limitantes, pois com a quantização essas propriedades podem assumir apenas valores específicos e não valores contínuos como na mecânica clássica. Esse é apenas um panorama altamente superficial para que você possa notar que a mecânica quântica tem muitas leis, algumas delas são de fato difíceis de se observar ou compreender, mas elas existem e são rigorosamente cumpridas. Espero em próximo texto poder tratar isso de forma mais aprofundada.
Para encerrar, eu acho que essa mística quântica vende tanto assim porque ela pega justamente na necessidade infantil de o ser humano se sentir importante para o universo. Para muita gente é difícil viver com a ideia de que ela não comanda tudo a sua vontade ou que o "cosmo" não conspira a seu favor, então obviamente que muitos irão adorar ler sobre isso e defender apaixonadamente. A vocês que pensam assim só tenho uma coisa a dizer: Sinto muito, mas quanto mais estudamos, mais vemos que quem manda no jogo é o universo, e ele está totalmente alheio as nossas necessidades infantis de satisfazer nosso ego.
Queria deixar claro também, que assuntos como consciência quântica, cura quântica e vários outros que se encaixam na categoria de pseudociências devem sim ser estudados com o rigor da ciência, mas não da forma apaixonada que é feita por alguns "pesquisadores" atualmente. Apenas com estudos sérios conseguiremos de fato enxergar mais longe sem nos deixar enganar.
O texto ficou enorme, mas espero que tenha ficado claro que não existe base científica para a cura quântica e nem para seus produtos. Também espero que tenha ficado claro que não existe "terra sem lei" se tratando da mecânica quântica.
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1 - "Citações" se referem a quantas vezes aquele artigo foi utilizado por outros pesquisadores em papers da área. No caso, a relevância de um paper pode ser vista também por sua quantidade de citações.
2 - "Fator de Impacto" mede a relevância dos periódicos, quando eles possuem um F.I baixo significa que quase ninguém a dá mínima para aquele periódico.
3 - Nem perca seu tempo vindo me dizer que o Feynman disse que "quem acha que entendeu quântica significa que não entendeu nada"....
Reforçando: não vou aceitar comentários falaciosos defendendo misticismo quântico e nem venha com aquele papo de que isso humaniza a ciência, pois isso demonstrar um puta desconhecimento de como as ciências naturais e humanas funcionam!
2 - "Fator de Impacto" mede a relevância dos periódicos, quando eles possuem um F.I baixo significa que quase ninguém a dá mínima para aquele periódico.
3 - Nem perca seu tempo vindo me dizer que o Feynman disse que "quem acha que entendeu quântica significa que não entendeu nada"....
Reforçando: não vou aceitar comentários falaciosos defendendo misticismo quântico e nem venha com aquele papo de que isso humaniza a ciência, pois isso demonstrar um puta desconhecimento de como as ciências naturais e humanas funcionam!
O Gato Zumbi de Schrödinger e o Colapso da Função de Onda
Escrever
sobre ciência, em especial a física, é uma tarefa dura,
mas quando nós abordamos assuntos que gostamos é prazeroso escrever
textos, infelizmente esse não é o caso de hoje para mim. Porém é
uma tarefa necessária. Dia 12 desse mês foi aniversário do Físico
Erwin Schrödinger, um dos pais da mecânica quântica e o
idealizador de um dos experimentos mentais mais famosos de todos os
tempos, o maldito gato zumbi dentro de uma caixa. Com seu aniversário
várias páginas resolveram usar imagens do “gato de schrödinger”
para divulgar a data, inclusive o google fez um doodle super legal.
Nos comentários das páginas e no meu perfil pessoal vi perguntas,
várias delas, e notei que uma grande parte das pessoas acredita que
o experimento do gato realmente aconteceu e que o foco é o
gato dentro da caixa, então nosso texto de hoje será sobre isso; O
que de fato é o Experimento do Gato de Schrödinger e o que é que causa o colapso da função de onda.
Imagine
que você está afim de um(a) garoto(a), mas vocês mal se conhecem e
mesmo assim você quer chamar ele(a) para sair. Então antes de
convidá-lo para sair você resolve utilizar suas habilidades
matemáticas para tentar calcular qual a probabilidade dele(a) dizer
“sim” e “não”. Como você conhece pouco sobre essa outra
pessoa, você acha mais prudente dizer que a chance de receber um
“sim” é de 50% e a chance de receber um “'não” é
igualmente de 50%. Ok, antes de você perguntar existem duas
respostas para sua pergunta “sim” e “não”, então vamos
dizer que você se encontra num “estado” de resposta “sim-não”,
ou seja, um estado de dúvida, pois ambas respostas são possíveis.
Então você resolve perguntar para a pessoa se ela quer ou não sair
com você e (ao menos nesse texto) ela responde “Sim”, então a
sua probabilidade de receber um “sim” é agora de 100% e a do
“não” é 0%. Inicialmente você estava no estado “sim-não”,
agora seu estado colapsou para apenas “sim”. Simples, não?!
A idéia
do experimento do gato de Schrödinger é quase a mesma coisa. De forma simplória, imagine que você coloca um gato dentro de uma caixa, a qual está
devidamente lacrada (mas tem ar suficiente para o gato ficar lá
dentro), junto ao gato tem um dispositivo macabro que, de forma
aleatória, pode ou não quebrar um frasco de veneno dentro da caixa
e matar o coitado do gato. Digamos que existe novamente 50% de chance
de o dispositivo quebrar o frasco de veneno e matar o gato, e 50% de
chance do dispositivo não quebrar o frasco e o gato continuar vivo.
Enquanto não abrirmos¹ a caixa e vermos se o gato está vivo ou
morto, sabemos apenas que ele tem 50% de chance de estar vivo e 50%
de chance de estar morto, dizemos então que ele está no estado
“vivo-morto”. Assim que abrimos essa caixa devemos encontrar ele
ou vivo ou morto, ou seja, ou ele estará 100% vivo e 0% morto ou 0%
vivo e 100% morto. Exatamente da mesma forma que aconteceu no exemplo
de você convidando uma pessoa para sair. Mas note que nesse caso "abrir" a caixa representa uma medida do sistema, uma medida do gato vivo ou morto e não que é um observador (uma pessoa) forçando o gato a assumir um estado específico, o observador pode e deve ser substituído por algum aparelho como trataremos isso de forma mais correta no final desse texto.
Agora
que você tem uma ideia do assunto, vamos formalizar um pouco e
espero que você tenha paciência e vontade de ler.
Muito
antes da mecânica quântica surgir, Thomas Young já mostrava, por
meio do famoso experimento da dupla fenda, que um elétron poderia se
comportar como uma onda. Em 1926, a partir de trabalhos publicados
por Einstein e Planck, o físico francês Luis deBroglie introduz a
idéia da onda de matéria, em que se podia demonstrar
matematicamente as propriedades ondulatórias da matéria, um elétron
por exemplo.
Uma vez
que para partículas subatômicas esse caráter ondulatório é muito
visível e importante, foi introduzida uma ferramenta matemática
chamada de função de onda ψ.
Essa função tem importância fundamental na mecânica quântica,
uma vez que ela serve para descrever as principais características
de sistemas quânticos, como a energia, momento, posição e como
eles se comportam.
Para se
obter essa função ψ de onda, basta se extrair soluções da famosa
equação de Schrödinger, por exemplo. É como o "encontre o x" da matemática do ensino médio, mas um pouco mais complicado.
 |
| Equação de Schrödinger. |
Como essa
partícula é muito pequena, seu estado é dado pela interpretação
estatística de Bhorn, sobre a função de onda, em que |ψ|²
é a probabilidade de se encontrar a partícula em um ponto x,
no instante t.
A probabilidade de se encontrar a partícula naquela região é a área do gráfico que está em vermelho. No gráfico acima é bastante provável encontrar a partícula em A e quase impossível em B. Mas vamos supor que conseguimos medir com exatidão a partícula no ponto C, dessa forma todas as medidas consecutivas deveriam ser iguais, fazendo nossa função de onda se tornar um pico em C, a isso damos o nome de colapso da função de onda.
Assim, vê-se que há dois tipos de processos físicos completamente distintos: Os “comuns” no qual a função de onda evolui lentamente regida pela equação de Schrödinger e as “medidas” em que ψ colapsa súbita e descontinuamente.
Esses
processos são importantes para mostrar o caráter ondulatório e
probabilístico da mecânica quântica. Além de que o processo do
colapso da função de onda é amplamente citado por indivíduos que
fazem uma abordagem mística/esotérica da mecânica quântica, que é
justamente o motivo pelo qual eu odeio escrever sobre esse assunto.
Nós não
conseguimos saber antes da medida, onde uma partícula se encontra,
podemos apenas conhecer a probabilidade dela ocupar certas regiões
do espaço, quando executamos uma medida e encontramos a partícula
dizemos que houve um colapso da função de onda, assim a função de
onda que conhecíamos antes já não existe mais, e a partícula
volta a evoluir no tempo a partir de novas condições iniciais. Isso
nos mostra a sensibilidade do sistema ao ser medido.
Pelo
caráter matemático da equação de Schrödinger, ela pode nos
prover várias soluções para a função de onda, ψ, ψ1, ψ2 e etc. Nós
podemos também somar duas dessas equações de onda e obter uma nova
função de onda, ψ=Aψ1 + Bψ2, A e B são
constantes. Quando fazemos essa soma, nós estamos sobrepondo dois
estados quânticos e é isso que nos interessa!
Cada uma
dessas funções de onda pode nos fornecer um valor diferente para
energia, por exemplo. Assim ao somar essas duas funções de ondas,
não obteremos mais apenas um valor para energia, mas sim dois. Dessa
forma a partícula regida pela soma dessas funções de onda pode ter
sua energia entre esses dois valores e não mais apenas um valor.
Mas como
entender isso fisicamente? Imagine que pegamos vários sistemas
quânticos exatamente idênticos, sem a superposição de estados,
quando medimos a energia em um desses sistemas ele nos dará a
energia E1 quando medirmos novamente a energia em qualquer outro
desses sistemas nos obteremos novamente E1. Quando temos a
superposição de estados quânticos, essa certeza desaparece. Ao
realizar a medida da energia no primeiro sistema quântico, podemos
obter E1 ou E2 quando fizermos a medida no segundo sistema,
novamente podemos ter E1 ou E2 e o mesmo ocorrerá na medida
de qualquer um dos outros sistemas identicamente preparados. E se
fizemos a medida em um primeiro sistema e obtivermos E1 nada
garante que a medida dos outros sistemas sejam também E1, pois
ainda existe a probabilidade de medir E2. Assim mesmo com sistemas
idênticos, podemos obter energias diferentes.
Com a
superposição, as medidas de propriedades dos sistemas passam a não
ser mais bem definidas, mas sim estatísticas. Enquanto nenhuma
medida é feita nós dizemos que os estados estão sobrepostos (ou
superpostos) e a única coisa que podemos fazer é calcular a
probabilidade de medir o sistema e encontrar um estado ou outro.
Foi nesse
sentido que surgiu o experimento mental do Gato de Schrödinger. Como
antes da medição não conseguimos saber em qual estado quântico
nosso sistema está, dizemos que ele está em uma superposição de
estados. Schrödinger trouxe esse fenômeno para um exemplo mais
palpável: Colocando um gato dentro de uma caixa junto a uma
armadilha que possa matá-lo, dizemos que o gato pode possuir dois
estados, vivo ou morto. Quando fechamos a caixa, não temos como
saber se a armadilha disparou e matou o gato, ou se a armadilha não
disparou e o gato continua vivo. A menos que a caixa seja aberta, nós
não poderíamos afirmar que o gato está vivo, nem que o gato está
morto, mas sim que ele ocupa uma superposição de estados, em que
existe uma probabilidade dele estar vivo e outra probabilidade dele
estar morto.
Agora
vamos ver como Schrödinger elaborou originalmente o experimento e
tentar tirar está besteira de que a consciência humana é quem
colapsa a função de onda.
Schrödinger
escreveu:
“Qualquer um pode mesmo montar casos bem ridículos. Um gato é trancado dentro de uma câmara de aço, juntamente com o dispositivo seguinte (que devemos preservar da interferência direta do gato): num tubo contador Geiger há uma pequena porção de substância radioativa, tão pequena que talvez, no decurso de uma hora, um dos seus átomos decaia, mas também, com igual probabilidade, talvez nenhum se decaia; se isso acontecer, o tubo contador liberta uma descarga e através de um relé solta um martelo que estilhaça um pequeno frasco com ácido cianídrico. Se deixarmos todo este sistema isolado durante uma hora, então diremos que o gato ainda vive, se nenhum átomo decaiu durante esse tempo. A função-Ψ do sistema como um todo iria expressar isto contendo em si mesma o gato vivo e o gato morto simultaneamente ou dispostos em partes iguais.”
No primeiro exemplo que dei lá no começo do texto sobre o experimento do gato de Schrödinger eu disse que você tinha que abrir a caixa para que o gato assumisse ou um estado vivo ou um estado morto, fiz isso apenas a título de simplificação, mas já aviso que isso é perigoso, pois pode dar interpretações erradas, para tanto fique muito atento as linhas abaixo!
Falamos em grande parte do texto sobre medições, mas o que afinal são essa medições? É consciência humana de quem realiza o experimento? NÃO! Na descrição correta do experimento mental que está aí acima, vemos que há uma fonte radiativa que pode emitir uma partícula ou não, que será registrada pelo contador Geiger. A medição é representada pelo disparo do contador Geiger ao registrar o evento da emissão da partícula e não a intervenção de um observador humano. O que chamamos de medição nesse caso é a interação entre o sistema microscópico e o macroscópico de forma a deixar um registro permanente, ou seja, é no momento que a mecânica quântica interage com a mecânica clássica. Pois o sistema macroscópico não pode ocupar uma superposição de estados da mesma forma que o sistema quântico. Alguns oportunistas gostam de pegar a palavra “medição” e dar um caráter totalmente humano e consciente a ela chamando-a de “observador”, quando na verdade não é! Heisenberg usava a palavra evento ao invés de medição, mas infelizmente a moda não pegou.
Para finalizar vejam esse vídeo e comparem com nossa explicação:
É isso pessoal, espero que tenha ficado claro para todo mundo que não tem nenhum gato de verdade dentro de nenhuma caixa, é tudo um experimento mental, no qual nosso interesse é apenas criar uma forma palpável de exemplificar a superposição de estados.
Algumas referências:
- Tales of Schrödinger's Cat
- Introdução a Mecânica Quântica - Griffiths
- Física em 12 Lições Fáceis e Não Tão Fáceis - Feynman
A Bela Simetria do Universo
Dando
continuidade ao nossos textos sobre física, em especial física de
partículas que campos. Hoje vamos tratar de um assunto muito
importante para os físicos da minha área; Simetria. Sem esse tema não conseguimos tratar quase nada da física moderna que vocês tanto gostam de ler!
Simetria
é algo totalmente presente em seu dia a dia, pois ela está contida
em nosso corpo, em praticamente todos os outros animais, em grande
parte dos objetos e formas geométricas. Por exemplo, na imagem a
baixo vemos 2 formas simétricas e uma antissimétrica. Na primeira
forma, se rotacionamos a tulipa em 1/8 de circulo ela ficará
exatamente da mesma forma. Já a ervilha apresenta uma simetria
diferente, se rotacionarmos ela, ela não parecerá simétrica, porém
podemos notar que um dos lados é exatamente igual ao outro. Na
terceira imagem, flor da cana-da-índia, não existe simetria de
nenhuma forma. Podemos ainda pegar uma esfera, que é uma forma
geométrica totalmente simétrica, não importa se você a gire, ou a
translade, ou a espelhe, ela sempre irá parecer igual.
Nosso
cérebro também tende a buscar simetria nas coisas e a achar beleza¹
nisso. Assim, nada mais natural que buscar simetrias nas leis do
nosso universo. Todas essas definições de simetria, de harmonia, de
estética, também existe na física. Mas o que elas são exatamente?
Bem, esse
assunto agora pode ser abordado de três formas, a primeira é bem
simples e intuitiva, a segunda vai exigir de você conhecimento
razoável de física, vetores e geometria (abordei isso aqui) e a
terceira forma é a para físicos experientes, obviamente aqui
abordaremos a primeira forma.
Para nós,
equações simétricas são aquelas que depois de sofrerem uma certa
transformação (rotação, translação) permanecem iguais, ou seja,
sem alterar seu significado. Um exemplo simples é uma soma de
números positivos, 2 + 3 = 5, podemos trocar a ordem a ordem e obter
a mesma reposta, 3 + 2 = 5, assim existe uma certa simetria na
adição. Porém o mesmo não vale para a subtração, pois 2 – 3 =
-1 e 3 – 2 = 1.
Apesar do
exemplo simples, simetrias muitas vezes são complexas e têm um
impacto profundo na física. E para entendermos um pouco do assunto
temos que falar de uma GRANDE mulher, Emmy Noether. Ela se tornou a
mulher mais influente da matemática em uma época que as mulheres
eram proibidas de frequentar determinadas universidades (veja um
pouco da história dela aqui). Mas o que ela fez e porque isso é
tão importante?
Antes de
Noether, os cientistas já tinham notado que certas coisas, como a
energia elétrica e carga, eram "conservadas". Ou seja, a
quantidade de energia de um sistema é o mesma antes e depois de um
evento, como uma colisão por exemplo. Da mesma forma, a carga
elétrica pode se movimentar, mas a carga total permanece a mesma.
(Note que isso só funciona em sistemas "fechados", que não
estão ganhando ou perdendo energia ou cargas de uma fonte externa).
Mas ninguém compreendia exatamente por que essas coisas eram
conversadas, é aí que entra o trabalho de Noether.
 |
| Noether |
O que ela
fez, a grosso modo, foi conectar essas leis de conservação com
simetrias matemáticas que podem ser expressas como equações. Wow,
isso foi simplesmente genial, pois o que ela fez foi mostrar que cada
simetria implicava em uma quantidade física conservada. Por exemplo,
se uma equação não foi alterada quando você a mudou de um ponto a
outro no tempo, significa que a energia foi conservada. Se você a
mudou entre um ponto a outro espaço e ela continua inalterada, então
seu momento linear foi conservado. Assim conseguiu-se explicar as
leis de conservação como a manifestação mensurável de simetrias
nas leis que regem o universo.
O teorema
de Noether levou a uma apreciação mais profunda do papel da
simetria nas leis que regem o universo. Agora, a simetria de uma
teoria particular, é uma das primeiras coisas que os físicos
consideram quando se avalia uma teoria.
Para um
físico a simetria tem valor estético e isso tem importância impar
quando “julgamos” nossas teorias. Sim, a beleza importa! Agora
toda vez que você olhar e se encantar com a beleza simétrica de
algo, lembre-se que esse também é o ponto de vista de beleza do
nosso universo.
Para o próximo texto,
tentarei tratar algo também muito importante, a quebra espontânea
de simetria. Porém eu ainda não faço idéia de como abordar isso
sem matemática, também não achei nenhum texto que tenha tentado.
Então é bem provável que demore um pouco para eu ter tempo de
escrever esse texto.
Referências:
Referência Base: Symmetry: How Beautiful Math Makes Elegant PhysicsLeitura complementar: Física em 12 lições, Fáceis e não Tão Fáceis - Feynman
