Gato de Schrödinger

Em 1937, um experimento mental foi feito para explicar a superposição quântica. Imagina-se um gato colocado numa caixa, e nessa caixa foi colocado um dispositivo, um veneno perigoso e elementos radioativos, se a partícula alfa fosse emitida, o dispositivo acionaria um martelo que mandaria ácido cianídrico para matar o gato, se nada acontecesse, o gato sobreviveria. Mas como pela superposição quântica uma partícula pode estar em dois lugares ao mesmo, o frasco de veneno poderia quebrar e não quebrar ao mesmo tempo, logo teríamos um paradoxo, "gato vivo" e "gato morto" dividido em duas partes iguais, ou seja, o gato estaria vivo e morto ao mesmo tempo. Para saber o que realmente aconteceu, a caixa deveria ser aberta, pois algo só existe quando há um observador, e ao abrir a caixa, o observador interage com o sistema e o altera, rompendo a superposição dos dois estados possíveis, vivo e morto. Essa teoria é uma das coisas que eu mais curto na mecânica quântica. Perdoem os meus erros e as minhas ignorâncias sobre o assunto.

É uma das propriedades da mecânica quântica: a "superposição quântica", onde um elemento pode apresentar dois ou mais estados diferentes, simultaneamente e até antagônicos... como o exemplo: convencionalmente, num sistema binário, considera-se 1 ou 0... quanticamente, considera-se 1 ou 0 ou 1 e 0... simultaneamente!... Aliás, existe outro experimento da física quântica, muito interessante: a experiência da "dupla fenda", onde a luz é, ao mesmo tempo, ondas e/ou partículas... e seu resultado sofre alteração, segundo o observador!!!

No experimento da dupla fenda, eu entendo que ele mostra apenas a natureza dupla da "matéria", que ela se manifesta em forma de partícula, mas também em forma de onda.

Não existe nada que comprove o fato de que é o observador é quem causa o colapso da função de onda e determina, desta forma, a realidade palpável.

Detalhando...

Detectores de partícula, obviamente, só detectam partículas, enquanto detectores de padrões de onda só detectam padrões de onda...


Mas, embora eu ache que este experimento não prove a influência do observador na experimentação, sou adepto da ideia de que existe uma forma rudimentar de consciência (ou inteligência) na matéria básica e que esta pode interagir conosco (observadores mais conscientes).

Da mesma forma que os flip flops são as menores unidades de memória, pois armazenam somente um bit, talvez as partículas atômicas detenham a menor unidade de consciência (fazendo uma analogia com as máquinas).

A inteligência artificial, as memórias e os microprocessadores contêm bilhões de trilhões de flip flops.

A matéria pode se comportar como partícula ou como onda, ou como uma terceira coisa que ainda não conhecemos. Quando se comporta como onda, diz-se que é uma onda de probabilidades, não uma onda real e física. Mas li recentemente que já se considera a possibilidade de ser uma onda real.

Isso indica N universos paralelos.

Partícula-onda...

é o que foi chamado de ondas de probabilidades, previstas na equação de Schrödinger, porém, no experimento da dupla fenda, manifesta-se nitidamente propriedades intrínsecas das ondas, como a difração.

Quanto à teoria dos vários universos, sugerida por Everett, para mim, faz sentido, porém nega-se, com ela, que haja colapso da função de onda.

Na MQ parece que o que não faz sentido é a pedida que devemos apostar no "jogo de dados"...

Só sei que nada sei...

Eu apenas "comentei" sem aprofundamentos técnicos... e quanto à "influência" do observador, é no sentido "o que procura?": se ondas, terá ondas... se partículas, terá partículas... se ambos, terá ambos... resumidamente!... A propósito: muito boa sua explanação!...

Hoje Seria Diferente!!!

Hoje seria possível saber se o gato estava vivo ou morto, sem a necessidade de abrir a caixa.
Poderia-se captar a radiação emitida, tanto a do dispositivo como a emitida pelo gato, e assim determinar se vivo ou morto?

A experiência conhecida como o gato vivo-morto de Schrödinger é uma experiência mental e não real. Foi uma sugestão à teoria da MQ de que ela estava incompleta (pela interpretação de Copenhage, que é a prevalente).

Como pode existir o mundo atual de coisas palpáveis se, no cerne de tudo, as coisas podem existir ou não, cada qual com probabilidades distintas?? No caso do gato vivo-morto, havia cinquenta por cento de probabilidade de estar vivo e a mesma de ele estar morto. Na interpretação de Copenhage, esta divisão de probabilidades (meio a meio) significa que ambas coexistem.

Complicado sim...

pois ao afirmar que o gato está vivo e morto (ondas de probabilidade), afirma-se que ele existe e não existe ao mesmo temo, o que cai numa contradição.

Tal contradição não haveria, supondo-se a existência dos múltiplos universos, pois em um universo o gato estaria vivo, enquanto no outro estaria morto.

Eu não sabia que era uma experiência mental. Contudo, se é mental ele deveria vislumbrar outras possibilidades e não limita-las direcionando os resultados?
Você concorda?

Na experiência da dupla fenda...
o que é levado em consideração é o ato de medição e não o da observação. Pode-se, até, dizer que a observação interfere no fenômeno observado, mas não é a mente ou cérebro do observador e sim a interferência produzida pelo instrumento usado na medição.

No momento em que colocamos um aparelho para determinar por onde, qual fenda, o elétron passou, já estamos determinando sua posição e não será possível determinar o seu momentum.

Para determinar por qual fenda o elétron passou, o comprimento de onda (lâmbda) da radiação (luz) emitida pelo instrumento utilizado para observar o experimento da dupla fenda tem que ser menor do que a distância entre as fendas no cálculo adotado. E o comprimento de onda do elétron também tem que ser menor do que a distância entre as fendas.

Em palavras ainda mais simples: como o que nós observamos se deve à interferência (reflexão) da luz, o comprimento de onda desta tem que ser levado em consideração quando o que for observado tiver comprimento de onda de magnitude semelhante.

Complementando...
o momentum do fóton utilizado para observar o elétron tem que ser maior ou igual ao momentum do elétron. Se isso não acontecer, não será possível determinar por qual fenda o elétron passou.

Tudo isso diz respeito a grandezas físicas, como comprimento de onda (lâmbda) e momento linear (P).

Ao meu ver, e minha pesquisa trabalha atualmente sobre isso, as funções de onda não são meras ferramentas estatísticas.

Pois bem.

O gato de Schrodinger é uma experiencia mental, onde uma gato está preso em uma caixa, nessa caixa há um gás venenoso em um frasco que se for liberado matará o gato.
Assim, portanto, o gato está, na fisica quântica, vivo-moto.

O que muito se discute é qual a influencia da consciência humana em experiências como estas...

O elétron sofre o mesmo efeito graças à dualidade onda-partícula, porém quando o observamos forçamos o elétron a tomar um estado de todas as superposiçoes de estados possíveis.

As lei do universo devem ser as mesmas em todos os cantos e tempos, ou seja, antes da humanidade aperecer as leis já existem, e devem continuar a existir depois de nossa partida do universo...

Voltando ao gato: a questão é;

se toda a forma de consciência desaparecesse e só o gato "sobrevivesse", que estado ele estaria? Ele ficaria para sempre vivo-morto, pois ninguém o observaria??
E o elétron?? Se não há nenhuma consciência para observar o elétron, ele vai agir para sempre como uma onda??

Pelo que eu entendo, não é a consciência em si que causa o colapso da função de onda, mas sim a medição. Por isso, talvez o que cause o colapso é o instrumento usado na medição, como a radiação.

O problema é exatamente esse...
E se não houvesse nada que o medisse??
O que aconteceria??

Se não houvesse medição, a situação seria mesma. Os efeitos quânticos não são percebidos no mundo macro que vivemos. É um fato. Mas porque? Não se sabe direito. Já ouvi que os efeitos quânticos desaparecem devido a própria diferença de "escala" entre o micro e o macro. Ainda há visões filosóficas de que um consciente universal seria necessário para colapsar a função de onda para todos no universo, mas não é nada certo.

O que eu entendi sobre o experimento da dupla fenda é o seguinte:

EXPERIMENTO SEM DETECTORES

Se o feixe de luz ou elétrons incidem sobre uma única fenda o comportamento observado no anteparo será de partícula.

Se o feixe de luz ou elétrons incidem sobre as duas fendas o comportamento observado no anteparo será de onda.

EXPERIMENTO COM DETECTOR

Não importa se o feixe de luz ou elétrons incidem sobre uma ou duas fendas, o comportamento observado no anteparo será sempre de partícula em ambos os casos.

Segundo a física quântica isto aconteceria porque o detector, ao emitir fótons, geraria uma interferência com os fótons ou elétrons dos feixes, o que levaria ao "colapso" de onda destas partículas.

Sou apenas curioso em física quântica, mas vou arriscar colocar aqui o que se diz sobre essa experiência.

Partículas como elétrons, quando alguma propriedade sua tem mais de uma possibilidade de medição, diz-se que elas estão indefinidas até que sejam efetivamente medidas, estão em estados emaranhados, e só podem ser representadas por uma função de estados (ou função de onda).

No caso dessa experiência, o elétron tem duas possibilidade de trajeto: pela fenda esquerda ou pela da direita. Então a trajetória do elétron fica indefinida, e se comporta como uma função das possibilidades. É como se o solitário elétron agora se transformasse em tantos elétrons quantas as possibilidades de caminhos que ele poderia tomar: pela fenda esquerda, pela fenda direita, por fenda nenhuma, etc.

Quando essas possibilidade passam pelas duas fendas elas sofrem o fenômenos da interferência comum em qualquer onda e colapsam no anteparo onde fica registrado o impacto do elétron.

Se você tentar usar algum medidor para saber por qual fenda o elétron passou, então você vai desfazer a função de onda (colapso da função de onda) e o padrão de interferência vai desaparecer e o elétron vai se comportar como uma partícula típica e não vai forma o padrão de interferência.

Sobre o experimento do Dr. Tanamura, creio que a maioria das pessoas não atentaram à profundidade desse experimento. Podemos ver claramente que uma partícula permanece como partícula e o comportamento ondulatório só aparece na análise de um conjunto muito grande delas, e isso comprova que o comportamento "ondulatório" da matéria é meramente estatístico. Se prestarem bem a atenção, uma vez derrubada a dualidade onda-partícula, o Dr. Goswami fica sem argumentos...

As interações entre cada elétron individual e as paredes das fendas são imprevisíveis! Veja pelo ponto de vista da Teoria do Caos, uma pequena variação pode gerar direções totalmente diferentes para cada elétron, e essas variações irão depender da distância que cada elétron individual passou das paredes das fendas, da pequena variação do ângulo em que esse elétron atravessou o aparato, etc...
Entendeu?

Podemos ver claramente que uma partícula permanece como partícula e o comportamento ondulatório só aparece na análise de um conjunto muito grande delas, e isso comprova que o comportamento "ondulatório" da matéria é meramente estatístico.

E quando temos apenas um elétron atirado de cada vez? Não fica configurado como onda no sentido de uma onda de probabilidades?

É exatamente isso que eu escrevi. No entanto, há de convir comigo que uma "onda" de probabilidade (e esse nome deixa qualquer estatístico de cabelos em pé... rs) não significa que a partícula seja uma onda, apenas reflete que a interação das partículas com as paredes das fendas é aleatória e só podemos encontrar um "padrão" com uma amostra muito grande. Isso faz com que não exista um sentido físico para a equação de onda, assim como não existe um significado físico para o termo temperatura, pois são apenas ferramentas matemáticas para trabalhar com amostras muito grandes. É útil não confundir matemática com física...