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Afinal, a massa varia ou não?
Ontem um moderador da
minha página veio falar que ele teve uma discussão sobre “dilatação da
massa”, e alguns curtidores disseram que isso não existia. Como no nosso grupo (Clube da Física) já tivemos vários problemas com essa discussão sobre se a massa varia ou não, resolvi escrever esse texto.
Massa é por si só um
conceito bem confuso do ponto de vista da física clássica. Apesar
do uso cotidiano desse termo, ele se confunde facilmente, massa é a
medida de inércia de um corpo? É a quantidade de átomos que o
compõe? É a resistência a uma aceleração? O que é massa?
Com a relatividade
especial, a confusão com o termo massa só piorou, pois surgiram dois
novos; “Massa de Repouso” e “Massa Relativística”. Nesse
texto me focarei na diferença entre massa de repouso e massa
relativística, para tanto veja esse texto que aborda o assunto de forma
mais “clássica”: Mass and Weight
Com certeza você já
deve ter lido ou visto em algum documentário que a medida que a
velocidade de um corpo aumenta sua massa também aumenta, esse efeito
é chamado de dilatação da massa e notado mais facilmente apenas para
velocidades próximas a da luz. E aí, a massa aumenta ou não?
Por que existem pessoas que afirmam que a massa aumenta e outros que
dizem que não? Quem está certo?
Apesar de parecer, não
existe confusão para nós físicos sobre o que é massa. Nós
sabemos bem o que é. O problema fundamental surge quando tentamos
passar isso para leigos, e interpretações diferentes acabam sendo
chamadas apenas de “massa”. Então a resposta a essa questão é
simples; a massa não varia, e qualquer físico de partículas e
campos vai responder a mesma coisa. Porém é fácil encontrar em
livros como do próprio Landau e Feynman afirmações claras e
categóricas de que a massa varia. Alguém está errado nessa
história? A resposta é “não” e “sim”, e é isso que espero
que você compreenda ao longo desse texto.
O problema, como já
citado, é nada mais do que um impasse de terminologias, usamos a
mesma palavra para duas coisas que não são bem iguais. Podemos começar com duas interpretações modernas sobre massa:
Interpretação 1.
Eu já dei uma pequena
introdução (subliminar) sobre essa interpretação no texto sobre
Matéria e Energia, mas agora vou trabalhá-lo um pouco melhor. Como
eu falei no texto citado, E = mc ² é verdadeira apenas para um
objeto que está parado. Para um objeto que está se
movendo, E²=m²c⁴+p²c², ou seja E é maior do que mc ².
Erroneamente tendemos a
achar que energia e massa são a mesma coisa, ou que massa é energia
condensada, mas isso não é de todo verdade, pois – por essa
interpretação – a massa de um objeto em movimento nunca muda, já a energia irá mudar. Esta massa
que nunca muda é chamada de "massa de repouso", já que
está relacionada com a energia “armazenada” no objeto quando ele
está "em repouso", alguns também a chamam de massa
invariante, por motivos óbvios.
Interpretação 2.
Considere que E = mc ²
é sempre verdadeiro, tantos para corpos parados quanto em movimento.
Basicamente isto mostra que a energia e massa são essencialmente a
mesma coisa. Uma vez que a energia de um objeto em movimento é maior
do que quando está parado, então que a sua massa também será
maior quando ele se move do que quando está parado. Essa
interpretação da massa recebe o nome de “Massa Relativística”. Ou seja, nesse caso existe dilatação da massa.
Ambas definições
estão corretas, porém há mais vantagens em uma do que em outra.
Vou tentar explicar agora as diferenças fundamentais entre elas e o
porquê de usarmos sempre a primeira definição.
Apesar de muito se
falar, a relatividade não nos mostrou que tudo é relativo, mas sim
uma grande parte das propriedades das partículas, como velocidade,
tempo, espaço, energia. Então dois observadores diferentes podem
obter medidas diferentes dessas propriedades, fazendo com que eles
não concordem sobre seus valores. Considerando nossa primeira
interpretação da massa, passamos a ter um valor igual para qualquer
observador, diferentemente se usamos a segunda interpretação os
observadores já não mais concordarão sobre os valores medidos. O primeiro ponto é esse, se temos tão poucas propriedades
invariantes, porque não tornar a massa mais uma delas, facilitando
nossa vida. Então se você definir a massa relativística como sua
definição de massa, dois observadores podem não concordar em sua
medida, se você define massa de repouso como sendo massa, dois
observadores quaisquer vão sempre concordar com o valor de massa
medido.
 |
| No gráfico você pode ver a diferença entre massa de repouso e massa relativística. Plotei o gráfico no wolfram-alpha utilizando uma função de comportamento semelhante ao da contração de Lorentz para grandes velocidades. |
O Problema da Massa do
Fóton e do Elétron:
Eu abordei esse assunto
também no terceiro texto sobre Matéria e Energia, e lá eu afirmei
que a E=mc² não poderia ser usado para a massa do fóton e mostrei
superficialmente que o fóton poderia ter energia sem ter massa. Com
isso eu imediatamente adotei a primeira interpretação. Porém se eu
adoto a segunda interpretação, a minha medida de energia se
confunde grosseiramente com a medida de massa e eu passo a medir
massa e energia como exatamente a mesma coisa, dessa forma o fóton
parecerá massivo.
Utilizando ainda a
segunda definição, se um elétron e um fóton tiverem a mesma
energia eles terão a mesma massa. Isso soa bem estranho, não acha?
Comparando elétrons
com fótons temos partículas bem diferentes, o primeiro é um
férmion (partícula de matéria) e o segundo é um bóson (partícula
mediadora do campo). O fóton não tem massa de repouso e tem spin
inteiro, o elétron tem massa e spin semi inteiro, apesar dessas
diferenças gritantes (ao menos para nós físicos), ambos podem
possuir massa relativística quando consideramos a segunda
interpretação. Se continuamos a usar essa interpretação podemos
causar a maior bagunça quando tentamos medir a “massa” de
elétrons e fótons em referenciais diferentes, um observador pode
encontrar uma massa para o elétron menor que a massa do fóton,
enquanto um outro observador pode encontrar uma massa para o mesmo
fóton menor do que a massa para o mesmo elétron.
Para piorar o uso da
segunda definição, se considerar elétrons que se movem muito
rapidamente na eletrosfera de um átomo, sua massa pode ser maior que
a massa do núcleo, isso complica um pouco nossa vida, pois então
dois observadores só irão concordar com a medida da massa do núcleo
e do elétron se eles estiverem parados. Se usarmos a primeira
definição, dois observadores vão sempre concordar que a medida da
massa dos elétrons é muito menor que a massa do núcleo.
Um outro problema que a
segunda definição de massa causa, é na hora de organizarmos nossas
partículas, pois dessa forma, algumas poucas propriedades se tornam
invariantes, como spin. Então, por exemplo, dois elétrons não
teriam a mesma massa, nem mesma energia, nem mesmo momento caso
estivessem em velocidades diferentes. Quando consideramos a primeira
definição, cada tipo de partícula tem sua massa definida e podemos
classificá-las, sem medo de errar, a partir de sua massa e spin.
Uma pseudo desvantagem
do uso da primeira interpretação está na utilização da segunda
lei de Newton. Pois com a massa invariante, as correções
relativísticas devem ser feitas diretamente na força, assim a
fórmula F=m.a não é mais válida, enquanto para a segunda
definição aplicamos as correções diretamente na massa, com isso a segunda
lei de Newton permanece válida para muitos casos, mas ainda sim
existem exceções.
Resumindo – Existem
muitas vantagens e menos confusão em se considerar a primeira
definição de massa, a massa de repouso, pois ela é a mesma para
qualquer observador. Se você considera massa como sendo a massa
relativística, assim você tem massas variando e pode ser que ninguém concorde na medida da massa de uma mesma partícula, além de aparecerem fótons massivos e elétrons com mais massa que núcleos
atômicos, aí nossas análises precisam quase sempre ser reduzidas
para casos estáticos para que possamos concordar em medidas de
massa. O que eu estou dizendo basicamente é que na segunda definição
estamos medindo energia travestida de massa, enquanto na primeira
definição é apenas a massa que está sendo medida.
A massa de repouso não varia, já a massa relativística varia. Dessa forma, quando você estiver lendo um texto ou assistindo um documentário e falarem sobre massa variando, lembre-se que estão usando a segunda definição, se eles falam de massa que não varia, é porque estão usando a primeira definição. Assim, respondendo a pergunta inicial: Afinal, a massa varia ou não? A resposta é: depende de qual interpretação você está usando.
É isso, espero que tenha deixado o assunto mais claro, qualquer dúvida é só postar nos comentários e deem uma olhada nas fontes que usei para escrever esse texto, logo abaixo.
Bibliografia:
Mass-ive Source of ConfusionWhat is relativistic mass?
The Two Definitions of “Mass”, And Why I Use Only One
Observações:
1 - A relatividade é necessariamente clássica, mas ela muitas vezes é tida como moderna pelo fato de ser recente.
2 - Quando eu digo "observador" no texto, estou me referindo a cientistas medindo as partículas de partículas com uso de aparelhos, não tem relação direta com o observador afetar o comportamento da partícula, para tanto confira esse outro texto.
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.
-----
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!
Campos e Partículas - A Nossa Visão Moderna do Universo
No texto passado
falamos sobre simetrias nas leis da física. Nesse texto de hoje
vamos tratar de uma leve introdução da relação entre partículas
e campos do ponto de vista da Teoria Quântica de Campos (TQC). No
próximo texto iremos relacionar os dois assuntos tratando da quebra
espontânea de simetria e, nesse contexto, falaremos sobre dois
mecanismo muito importantes, o de Goldstone e o de Higgs. Vou deixar
os planos a curto prazo em formato de lista para que você possa
acompanhar melhor:
1 – Simetrias
2 – Partículas e
Campos
3 – Quebra Espontânea
de Simetria.
4 – O que são
Partículas Elementares?
5 – O que é
Supersimetria?
Vamos ao que interessa.
No final do século
XIX, o Lorde Kelvin¹ disse que o céu estava limpo, exceto por duas
pequenas nuvens negras, se referindo a como estava a física da
época. O problema é que essas duas pequenas nuvens negras eram nada
mais do que a mecânica quântica e a teoria da relatividade. Em
pouco tempo, essas duas nuvens negras cresceram e deram origem a uma
enorme tempestade.
É justamente da junção
de parte dessas nuvens que vamos falar aqui, mas não vou me focar em
descrições de títulos, e sim dar explicações e depois atribuir
títulos a elas.
Uma coisa que é comum
de se ler por aí é sobre a incompatibilidade entre a mecânica
quântica e a teoria relatividade. Mas isso não é totalmente
verdade, existem vários pontos em que a mecânica quântica e a
relatividade se encaixam muito bem e é disso que se trata a TQC².
Desde a formulação de teorias modernas da física, os campos se
fizeram presente, como na teoria do eletromagnetismo de Maxwell, por
exemplo. Então veio Einstein, Minkowski, Lorentz, Poincaré e deram
a física clássica uma nova abordagem, a abordagem relativística,
que deu formas diferentes a nossa visão dos campos. A essa nova
visão sobre os campos nós chamamos hoje de Teoria Clássica de
Campos. Com a inserção da mecânica quântica nesse contexto, ou
seja, com a quantização desses campos, obtivemos uma teoria bem
abrangente e que mete o bedelho desde a cosmologia até a física da
matéria condensada, que é a Teoria Quântica de Campos.
Mas qual a graça da TQC?
Essa teoria foi
postulada pela primeira vez no final de 1920 e desenvolvida ao longo
das décadas seguintes. E uma das principais coisas que a TQC fez,
foi mudar nossa visão de mundo. Pois essa teoria nos fez ver um
universo todo permeado por campos, que dão origem as partículas que
formam nosso universo, colocando os campos em uma posição
fundamental para compreendermos a natureza. Mas para ficar mais fácil
nossa compreensão, para começar, vamos pensar apenas em elétrons.
Em todo o universo, há
um campo chamado de “campo de elétrons”, que é um campo
fermiônico que citamos no texto sobre Matéria e Energia. Um elétron
propriamente dito não é um campo, mas sim uma vibração localizada
em um campo. Na verdade, cada elétron no universo é uma vibração
localizada em um único campo.
Os elétrons não são
as únicas partículas que consistem em vibrações localizadas de um
campo, na verdade todas as partículas são. Por exemplo, há um
campo de fótons, um campo de quark up, um campo de glúons, um campo
de múon, ou seja, há um campo para cada partícula conhecida. E,
para todos eles, uma partícula é apenas uma vibração localizada
do campo.
Esse é o caso também
do bóson de Higgs. O campo de Higgs interage com as partículas
fornecendo a sua massa, mas é difícil observar este campo
diretamente. Por esse motivo temos que fornecer energia para esse
campo, através de colisões de partículas, para lhe causar
vibrações que são detectadas como partículas, no caso, o bóson
de Higgs. Então, observar uma partícula em acelerador, por exemplo,
é nada mais do criar e observar vibrações em determinados campos.
Essa idéia dá uma
visão completamente diferente de como o mundo subatômico funciona.
Pois existe uma grande variedade de diferentes campos permeando todos
os lugares e o que nós pensamos que é uma partícula, na realidade
é simplesmente uma vibração do campo ao qual ela é associada.
Isto tem consequências
importantes sobre a forma como pensamos sobre como as partículas
interagem. Por exemplo, considere um processo simples, onde dois
elétrons são disparados um contra o outro e são espalhados. Na
visão semi-clássica de dispersão, um elétron emite um fóton e
depois recua. O fóton viaja para o outro elétron, que o “recebe”
e também recua. Isto é como ter duas pessoas em cima de dois skates
e um deles joga uma bola para o outro: o skate da pessoa que
arremessa a bola se move para trás em resposta à massa da bola,
assim como o skate da pessoa que apanha a bola.
Na TQC,
uma vibração no campo do elétron provoca uma vibração no campo
dos fótons. A vibração no campo do fóton transporta energia e
momento para outra vibração no campo do elétron e é absorvida.
No famoso processo em
que um fóton se converte em um elétron e um anti-elétron, as
vibrações do campo dos fótons são transferidas para o campo do
elétron e dois conjuntos de vibrações são configurados – um dos
quais está de acordo com a vibração do elétron e o outro de
acordo com a vibração do anti-elétron³.
Essa abordagem de campos e
vibrações explica como o universo funciona em um nível profundo e
fundamental. Estes campos abrangem todo o espaço. Alguns campos
podem interagir com outros campos, enquanto que outros podem parecer
inertes. O campo fóton pode interagir com os campos de partículas
carregadas, mas não pode interagir com os campos dos glúons ou dos
neutrinos. Por outro lado, um fóton pode interagir indiretamente com
o campo do glúon, em primeiro lugar, fazendo vibrações nos quarks
que, em seguida, fazem os glúons vibrar.
Campos quânticos são
realmente uma forma bem diferente de ver o universo. Tudo, e eu quero
dizer TUDO mesmo, é apenas uma consequência da vibração de muitos
campos infinitamente grandes. O universo inteiro é feito por esses
campos e essa coisa dá um grande nó na nossa cabeça.
No próximo texto, nós
vamos tratar de como essas partículas “aparecem” na quebra
espontânea de simetria nesse campos. Iremos falar um pouco sobre o
mecanismo de Goldstone, em que partículas perdem sua massa e o
mecanismo de Higgs, no qual partículas ganham massa. Caso você
queira acompanhar bem o próximo texto aconselho que você dê uma
estudada em “energia potencial” pode ser por material de ensino
médio, ou por esse texto.
1 - Em The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, Series 6, volume 2, page 1 (1901) "Nineteenth-Century Clouds over the Dynamical Theory of Heat and Light."
2 - Note que o ponto problemático da junção entre Mecânica Quântica e Relatividade se dá no campo gravitacional, quando tentamos quantizar esse campos surgem infinitos na nossa teoria que estragam a nossa brincadeira.
Veja mais:
- Lectures on Physics - Feynman (o física em 12 lições também serve)
- Introduction to Quantum Field Theory. John Cardy
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