O mundo clássico abrange tudo o que conhecemos e é governado pelas leis da física tradicional, como as de Newton, que explicam o movimento dos objetos. Outro exemplo é a lei da gravitação universal, que descreve a atração entre dois corpos com força proporcional às suas massas. Mas há muito, além disso; alguns cientistas defendem a ideia de universos quânticos paralelos.
No reino microscópico, os cientistas conseguem estudar átomos, elétrons, fótons e suas interações no mundo quântico. Nesse contexto, muitas regras são significativamente diferentes das observadas no mundo clássico. Isso mostra o grande desafio da ciência em unificar essas duas áreas para criar uma teoria ou explicação em comum.
Diferente da física tradicional, a mecânica quântica apresenta comportamentos probabilísticos e conceitos únicos, como o princípio da incerteza de Heisenberg, a dualidade da onda-partícula e o emaranhamento quântico. Contudo, um novo estudo sugere que os mundos clássicos surgem naturalmente em universos quânticos paralelos.
Um artigo publicado na revista científica Physical Review X apresentou simulações computacionais realizadas por uma equipe de físicos teóricos na Espanha. O objetivo foi investigar se algumas características do chamado mundo clássico podem surgir a partir de sistemas quânticos.
Dessa forma, os pesquisadores buscam entender como os conceitos tradicionais da física podem ser reinterpretados à luz da mecânica quântica.
“No formalismo das histórias, a funcional de decorrência é uma ferramenta formal para investigar o surgimento da clássica em sistemas quânticos isolados. No entanto, uma avaliação explícita dela a partir dos primeiros princípios ainda não havia sido relatada. Nós apresentamos tal avaliação para até cinco histórias temporais, com base na diagonalização numérica exata da equação de Schrödinger”, a introdução do estudo descreve.
Diferenças entre a física clássica e a quântica
A física clássica se baseia em leis que descrevem com grande precisão o movimento e o comportamento de objetos macroscópicos. É por isso que é possível prever com exatidão a trajetória de um carro ou a localização futura de uma nave no espaço; basta conhecer a posição, a velocidade inicial e as forças que agem sobre ela.
Esse grau de previsibilidade reflete a experiência do nosso dia-a-dia. Ou seja, chaves não aparecem do nada na geladeira, roupas não mudam de cor sozinhas no armário e uma bola de futebol não some repentinamente durante uma partida.
Já a física quântica, que acontece em escalas microscópicas, apresenta um caráter probabilístico muito mais forte. Segundo o Centro de Ciência e Tecnologia da Informação Quântica de Illinois (IQUIST), em vez de seguirem trajetórias únicas, as partículas quânticas são descritas por uma função de onda que representa uma superposição de estados.
Isso significa que, até serem medidas, essas partículas têm probabilidades de estarem em diferentes posições ou estados. Só quando são medidas, seu estado ‘colapsa’ para um valor específico. Algo semelhante ao que o experimento mental do Gato de Schrodinger propõe.
Além disso, na física quântica, algumas propriedades só podem ter valores fixos, como se fossem números inteiros. Por exemplo, um elétron só pode ocupar níveis específicos de energia em um átomo, sem valores intermediários entre eles.
Conceitos como dualidade onda-partícula, emaranhamento e spin são considerados contraintuitivos, mas os cientistas explicam que sua eficácia preditiva é notável. Não é à toa que a física quântica é um dos pilares da compreensão moderna do universo e ajuda a explicar a estrutura dos átomos, as propriedades dos elementos e os diferentes fenômenos que não são respondidos pela física clássica.
Mundo clássico em universos quânticos paralelos
Conforme os pesquisadores, as simulações numéricas indicaram que características do mundo clássico, como a trajetória de uma bola em um campo de futebol, podem surgir naturalmente do comportamento de sistemas quânticos.
Os resultados também sugerem que nesses mundos clássicos, originados de universos quânticos paralelos, os efeitos quânticos desaparecem, assim como ocorre no nosso próprio universo. Isso ajuda a entender por que não observamos fenômenos quânticos diretamente no nosso dia a dia.
Apesar de abordar a mecânica quântica, o objetivo principal do artigo é entender como o mundo clássico surge em condições aparentemente contraintuitivas. O estudo também destaca o conceito de decorrência quântica, que explica por que os efeitos do mundo quântico parecem ‘desaparecer’ quando observados no contexto clássico.
Em resumo, os pesquisadores mostram como tudo o que conhecemos pode ter se originado de sistemas quânticos complexos. Ainda não existe nenhuma prova consistente desse cenário, mas o estudo reforça o que pode acontecer nos processos microscópicos do universo.
“A física quântica contraria nossa experiência clássica no que diz respeito ao comportamento de elétrons individuais, átomos ou fótons. Contudo, ao ampliarmos a perspectiva e considerarmos quantidades macroscópicas que nós, humanos, podemos perceber (como a temperatura do nosso café da manhã ou a posição de uma pedra), nossos resultados indicam que os efeitos de interferência quântica, responsáveis pelos comportamentos estranhos da quântica, desaparecem”, explicou o principal autor do estudo e associado da Universidade Autônoma de Barcelona, Philipp Strasberg.
É importante destacar que o estudo sobre os universos quânticos paralelos é baseado na Interpretação de Muitos Mundos (IMM), uma teoria da mecânica quântica que sugere a existência de universos paralelos — popularmente conhecida como “multiverso” em obras de ficção científica. O conceito foi desenvolvido, em 1957, pelo físico norte-americano Hugh Everett III.
Conceitos como a dualidade onda-partícula e a superposição ajudam a entender os fenômenos microscópicos que diferem das regras do mundo clássico, mas a transição entre esses dois universos ainda não foi completamente compreendida pela ciência. Gostou do conteúdo? Aproveite para entender mais sobre o emaranhamento quântico de uma forma simples. Até a próxima!
