Físicos da área quântica confirmaram uma teoria que tem sido debatida por décadas: As medições são influenciadas pela complexa dinâmica das interações durante o processo de medição, o que questiona a nossa compreensão convencional da realidade observável, frequentemente denominada pelos cientistas como “realidade objetiva”.
Quando a precisão de uma medição se aproxima do limite de incerteza estabelecido pela mecânica quântica, os resultados da medição dependem das interações com o dispositivo de medição usado para determinar a propriedade física em questão.
Essa descoberta, conhecida como o efeito do observador, pode explicar por que os experimentos quânticos frequentemente produzem resultados contraditórios, desafiando até mesmo as suposições fundamentais sobre a realidade física.
Tomonori Matsushita e Holger Hofmann, da Universidade de Hiroshima, Japão, investigaram a dinâmica de uma interação de medição na qual o valor de uma propriedade física é associado a uma mudança quantitativa no estado do dispositivo de medição.
Esse é um problema desafiador, pois a teoria quântica não atribui um valor a uma propriedade física a menos que o sistema esteja em um estado conhecido como “estado próprio”, que é um conjunto limitado de estados quânticos especiais nos quais a propriedade física possui um valor definido.
Os dois físicos abordaram essa questão fundamental ao combinar informações sobre o passado e o futuro do sistema, criando assim uma descrição da dinâmica do sistema durante o processo de medição. Esse enfoque revelou que os valores observáveis de um sistema físico estão intrinsecamente ligados à dinâmica da medição pela qual são observados.
“Há um grande debate em torno da interpretação da mecânica quântica devido à incompatibilidade de diferentes resultados experimentais com uma única realidade física”, afirmou Hofmann. “Neste artigo, investigamos como as superposições quânticas na dinâmica das interações de medição influenciam a realidade observável de um sistema, conforme percebida pela resposta de um dispositivo de medição. Isso representa um avanço significativo na compreensão do conceito de ‘superposição’ na mecânica quântica.”
Uma superposição descreve uma situação na qual duas realidades potenciais aparentemente coexistem, mas podem ser claramente distinguidas quando uma medição adequada é realizada. A análise conduzida pelos dois físicos sugere que as superposições caracterizam diferentes facetas da realidade, dependendo das medições específicas efetuadas. A realidade de um objeto está intrinsicamente relacionada às suas interações com o ambiente, abrangendo passado, presente e futuro.
“Nossos resultados indicam que a realidade física de um objeto não pode ser separada do contexto de todas as suas interações com o ambiente, incluindo eventos passados, presentes e futuros. Isso oferece evidências substanciais contra a crença amplamente aceita de que nosso mundo pode ser reduzido a uma simples configuração de blocos de construção materiais,” concluiu Hofmann.
Conforme postulado pela teoria quântica, o deslocamento do dispositivo de medição, que representa o valor da propriedade física observada durante uma medição, está intrinsecamente relacionado à dinâmica do sistema, sendo influenciado pelas flutuações causadas pela ação reversa, na qual o dispositivo de medição perturba o estado do sistema. As superposições quânticas entre as diversas dinâmicas possíveis do sistema influenciam a resposta do dispositivo de medição e, portanto, conferem valores específicos a ele.
Os dois físicos também esclarecem que as flutuações na dinâmica do sistema estão correlacionadas com a intensidade da interação de medição. Em situações de interações fracas, as flutuações na dinâmica do sistema são desprezivelmente pequenas, permitindo que o deslocamento do dispositivo de medição seja determinado usando a equação de Hamilton-Jacobi. Essa equação diferencial clássica estabelece a relação entre uma propriedade física e a dinâmica associada a ela.
No entanto, quando a interação de medição é mais intensa, observam-se efeitos complexos de interferência entre diferentes dinâmicas do sistema. Medidas completamente resolvidas requerem uma completa randomização da dinâmica do sistema. Isso equivale a uma superposição de todas as dinâmicas possíveis, na qual os efeitos de interferência selecionam apenas os componentes do processo que correspondem aos autovalores da propriedade física. Autovalores são os valores que a mecânica quântica convencional atribui aos resultados das medições, como números precisos de fótons, spin para cima ou para baixo, entre outros.
Como os novos resultados demonstram, esses valores são o resultado da completa randomização da dinâmica do sistema. Valores diferentes devem ser considerados quando a dinâmica do sistema não é completamente aleatorizada pela medição.
A descrição da realidade é abordada de forma intrigante por essa observação, oferecendo uma nova perspectiva sobre como interpretar os resultados das medições na construção de representações da realidade.
É comum assumir que as partículas em posições específicas ou os valores definidos de spin são elementos da realidade que existem independentemente das medições. No entanto, os achados desta pesquisa sugerem que esses valores são gerados somente por meio das complexas interferências quânticas em medições suficientemente intensas. Isso implica que nossa compreensão do significado dos dados experimentais pode requerer uma revisão profunda.
É importante notar que os dois físicos não consideram o estudo concluído e têm a intenção de esclarecer ainda mais os resultados contraditórios frequentemente observados em experimentos quânticos. “Realidades dependentes do contexto podem oferecer uma explicação para uma ampla gama de fenômenos quânticos que, à primeira vista, parecem paradoxais. Estamos atualmente trabalhando em aprimorar nossas explicações para esses fenômenos. Em última análise, nosso objetivo é desenvolver uma compreensão mais intuitiva dos conceitos fundamentais da mecânica quântica, evitando assim as interpretações simplistas sobre a realidade das entidades microscópicas”, afirmou Hofmann.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos! 
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentários.
