“As nossas teorias devem ser consideradas…não como um conhecimento absolutamente verdadeiro das coisas, mas primariamente como formas evolutivas…de se observar o universo – como um Todo”. (David Bohm)
David Bohm (1917…1992), nascido nos EUA, se tornou PHD em Física… no ano de 1943 – na Berkeley/UCLA, sob orientação de J. Robert Oppenheimer… E…a partir de 1946 passa a lecionar na ‘Universidade de Princeton’.
Publicou na época…uma série de artigos a cerca de variados temas da física – em especial, Oscilações do plasma nos campos magnéticos, chegando a desenvolver uma teoria relevante nos estudos da ‘fusão‘ — num fenômeno hoje conhecido como “Difusão Bohm“. Aprofundando o interesse emergente pelos fundamentos da “teoria quântica“…elaborou artigos reinterpretando-a… tendo inclusive… marcado a história das interpretações desta teoria, no trabalho… – “Uma proposta de interpretação da teoria quântica, em termos de variáveis ocultas” … buscando uma descrição causal e objetiva, aos fenômenos quânticos.
Em 1949, atingido pelo ‘McCarthysmo’…pouco antes da elaboração do artigo, Bohm perdeu sua condição de trabalhar nos EUA… Quando seu estudo foi publicado, já se encontrava no Brasil trabalhando na USP, onde permaneceu…de outubro de 1951, a janeiro de 1955, período também de consolidação institucional de pesquisa na física brasileira…Bohm colaborou então neste processo – elaborando cursos e seminários, sobre a Física e seu ensino no Brasil, como parte de seu próprio programa científico.
Seu primeiro livro ‘Quantum Theory’, publicado em 1951, é considerado – até hoje, um clássico no assunto…utilizado amplamente em universidades de todo mundo, assim como ‘Casualidade e Acaso na Física Moderna’ , de 1957. Dos estudos sobre as ‘variáveis ocultas‘ – em uma nova interpretação da Mecânica Quântica… emergiu a sua ‘teoria da ordem implícita’ – propondo que uma ‘ordem oculta‘…atua sob o aparente ‘caos‘ da falta de continuidade das partículas de matéria, descritas quanticamente. – A exemplo de Einstein, mas por razões diversas, Bohm rejeitava, e refazia…”interpretações emergentes”.
A ordem implícita (abrangente) “Enquanto as partes – necessariamente – condicionam o todo… – O todo não condiciona necessariamente as partes.” (Nietszche … “Sobre a teleologia de Kant” … obra inacabada)
Associada ao domínio de microdistâncias e elevadas energias – esse novo tipo de teoria abre caminho a novas possibilidades para a eliminação de…”divergências infinitas“, justificadas por…“flutuações quânticas”. Além disso, uma…”teoria das variáveis ocultas” pode nos lembrar das “incertezas“ numa suposição de total ‘universalidade‘ nas ‘características próprias‘ de uma dada teoria…à revelia de seu domínio de validade. Na ‘ordem implícita‘, não apenas sempre lidamos com o ‘todo’ (como faz a teoria de campo), mas as conexões desse todo nada têm a ver com localização no “espaçotempo”, e sim com uma qualidade inteiramente diversa, chamada ‘abrangência‘…Em geral, a totalidade da ‘ordem abrangente‘ não se manifesta para nós – apenas certo aspecto dela. — Quando a trazemos para o aspecto manifesto … verifica-se uma experiência de “percepção“; entretanto… “a totalidade da ordem…não é só aquilo que se manifesta”.
Trajetórias de uma partícula em uma caixa (poço quadrado infinito) em mecânica clássica (A) e mecânica quântica (B a F). Em (A), a partícula se move a uma velocidade constante, saltando para frente e para trás. Em (B-F), soluções de função de onda para a Equação de Schrodinger dependente do tempo são mostradas para a mesma geometria e potencial. O eixo horizontal é a posição, o eixo vertical é a parte real (azul) ou parte imaginária (vermelho) da função de onda. (B, C, D) são estados estacionários (autoestados de energia), que vêm de soluções para a Equação de Schrodinger Independente do Tempo. (E, F) são estados não estacionários, soluções à equação de Schrodinger dependente do tempo, e não invariantes sob transformações relativísticas. (Steve Byrnes/Wikimedia)
Segundo Bohm, a matemática moderna da teoria quântica considera a partícula como um ‘estado quantizado do campo’. Isto é, um “campo espalhado no espaço” de acordo com uma forma “misteriosa“, pela qual ‘cada uma das onda desse campo apresenta certo ‘quantum’ de energia… – proporcional à sua frequência. Por exemplo, no ‘campo eletromagnético‘ do…”espaço vazio”, cada ponto possui aquilo que se chama ‘energia do ponto zero‘ – abaixo da qual não se pode descer — mesmo que, não haja qualquer ‘energia disponível‘.
Entretanto…se pudéssemos juntar todas as ondas em uma região; por menor que seja, descobriríamos estarem dotadas de uma quantidade infinita de energia, pois é possível, um número infinito de ondas.
Assim, se avaliássemos a quantidade de energia no espaço com base nessa onda mínima…concluiríamos…que a energia, em 1 cm cúbico, ultrapassa – em muito, a “energia total” conhecida no universo.
A teoria moderna explica tal excentricidade, afirmando que o vácuo contém toda a energia, até então ignorada (pelos físicos)…por não poder ser mensurada por instrumentos. Porém, em termos estritos…(“positivisticamente” falando)…apenas o que pode ser mensurado por instrumentos deve ser considerado real (apesar da existência de partículas virtuais não-mensuráveis por qualquer instrumento). – Assim sendo, o que se pode dizer, é que o atual estágio da física teórica implica a aceitação de que o ‘espaço vazio‘ possui esta energia; e a matéria, embora dotada de relativa estabilidade, e revestida de ‘caráter manifesto‘, não passa de uma minúscula onda nesse portentoso oceano, que não está primordialmente no tempo, nem no espaço – mas, precisamente, na ordem implícita – ‘não manifesta’, que supõe-se ser a imensurável fonte última…fora do alcance de nosso conhecimento sensível.
A mecânica…‘bohmiana‘ “Por sermos capazes de ordenar o que fazemos, podemos desempenhar um papel funcional na produção de uma ordem superior…que sem nós…seria inviável. Não apenas a modificamos, mas embora minúsculas…provocamos mudanças no todo; o que é crucial para que essa ordem transforme-se em algo novo… – capaz de por em ação o seu potencial… – Nós somos, portanto, parte do ‘movimento‘…isto é, fazemos parte da maneira com que… a vida… molda a si própria.” (David Bohm)
O modelo construído por Bohm trata um sistema quântico – o elétron, por exemplo … como uma partícula, com ‘posição’ e ‘momento’ bem definidos, em todos os instantes; e submetida a um ‘campo físico real’… — similar ao ‘campo eletromagnético’…na origem de suas propriedades quânticas… Ao reescrever a função de onda, solução da “equação de Schrödinger“, Bohm procura um análogo…ao formalismo hamiltoniano da ‘mecânica quântica’.
Todavia, um obstáculo a esta analogia — é que a energia mecânica total do sistema, representada pelo “Hamiltoniano” … comparece nas equações derivadas por Bohm com um 3º termo (além das energias cinética e potencial) que não possui análogo clássico. – Bohm propõe então… interpretar este “termo não clássico” como um ‘potencial‘ – que ele denomina de ‘potencial quântico‘… Assim, em seu modelo, a mecânica newtoniana clássica não perde a validade no domínio quântico…e Bohm a expressa, escrevendo a 2ª lei de Newton … para uma partícula quântica. – Com a equação de movimento dada pelas leis de Newton, mais as condições iniciais…tem- se, então, recuperado o conceito de trajetória no espaçotempo… que havia perdido seu sentido exato… — imerso em uma interpretação “ortodoxa” da teoria quântica.
No modelo de David Bohm, as variáveis… ‘momento‘ e ‘posição‘ de uma partícula, bem definidas com relação à teoria quântica, são denominadas suas ‘variáveis ocultas’. Elas têm existência simultânea, porém não aparecem explicitamente no processo, a não ser na forma do “potencial quântico“. – Reproduzindo com seu modelo alguns dos principais efeitos da teoria quântica não-relativística, Bohm obtém êxito em seu propósito básico de demonstrar a possibilidade de uma “interpretação causal” para fenômenos quânticos.
A “interpretação clássica“ da teoria quântica, condicionada às relações de ‘indeterminação‘ de Heisenberg – não admite uma…definição simultânea através da medição das variáveis: momento e posição…Devido à finitude do quantum de ação expresso pela constante de Planck, a descrição no espaçotempo e as leis de conservação do momento e energia…que não dependem de trajetórias – são, segundo Niels Bohr … abordagens “complementares”.
A interpretação bohmiana da teoria quântica se baseia nos conceitos da ‘não-localidade’, ‘potencial quântico’…e ‘informação ativa’. – Nesta interpretação…pela não existência do dualismo partícula/onda (o elétron é uma partícula real guiada por um campo potencial quântico real) são negadas as características (“clássicas”) centrais da mecânica quântica, gerando…não somente uma nova (apesar de radical) interpretação – como descrevendo um mundo onde conceitos como causalidade, posição, e trajetória têm significado físico concreto; e onde sujeito (observador) e experimento englobam um “todo indivisível“.
Nesse novo modo de ver… – através de uma ‘teoria ontológica da matéria‘… não há necessidade de dividir o mundo em um domínio quântico e outro clássico… – Os efeitos quânticos são gerados por um novo potencial não local, chamado ‘potencial quântico‘ (Q), que decorre, naturalmente, da equação de Schrödinger, ou da equação de Wheeler-DeWitt, não assumindo valor zero no infinito – se tornando portanto, uma alternativa à “interpretação ortodoxa”… – perfeitamente compatível à uma Cosmologia Quântica.
Bohm também propôs, que nosso universo teria surgido do colapso de um “universo de luz” – um universo sem espaço … ou tempo, que aliás … não existem à velocidade da luz. (um universo só de luz – não teria espaço…nem tempo… – seria um não-instante/não-lugar… onde todos instantes são um só – e, todos os pontos do universo, se encontram no mesmo lugar… infinitamente pequeno.)
A relatividade restrita nos diz que o espaçotempo se contrai…à medida que aceleramos. Em nossa percepção – à velocidade da luz… todo espaço do universo se contrairia num único ponto, infinitamente pequeno, que não ocupa espaço; e todos instantes…do mais remoto passado, ao mais distante futuro…seriam somente um “não-instante“. Assim, conforme essas considerações – poderíamos então definir um… “raio de luz“… como:
“O meio através do qual o universo inteiro se concentra em si mesmo. – É energia e informação, conteúdo, forma e estrutura. É o potencial de tudo”.
Do ponto de vista da moderna ‘teoria de campo‘, os campos fundamentais seriam aqueles dotados de uma energia superior (poderiam se mover à velocidade da luz)…e portanto, sem massa…esta por sua vez se originaria de uma espécie de efetivação de um fenômeno originado da conexão dos raios luminosos … em seus avanços e recuos.
A matéria se constituiria da condensação de ondulações eletromagnéticas (ou gravitacionais) sujeitas a velocidades médias inferiores à da luz.
O “potencial quântico” de Bohm pode ser determinado por uma “função de onda“…no “espaço de configurações“. Isso sugere que a “Mecânica Bohmiana” requer uma ‘peculiar’ dependência dinâmica probabilística…entre velocidades, e posições. – Considerando que a ‘equação de Schrödinger‘ faz definir o movimento do elétron, indicando respostas sobre sua ‘natureza‘ e ‘comportamento‘, Bohm a dividiu a equação em 2 partes: A 1ª, uma equação de movimento newtoniana…e, a 2ª…um “campo informativo“ da dinâmica interna do sistema quântico. Logo após, em oposição à “complementaridade” partícula/ onda; idealizada por N. Bohr, postulou que:
‘o elétron se comporta como uma partícula clássica comum, mas, tendo acesso à informação sobre o resto do universo.’
Bohm então, denominou o segundo termo de ‘potencial quântico‘… um campo informativo funcional que fornece ao elétron informações sobre o resto do universo físico. Demonstrou que a influência desse potencial quântico dependia apenas da forma – e não da magnitude desse tipo de ‘função de onda‘… – sendo, portanto…independente da separação no espaço:
‘todo ponto no espaço contribui com informação para o elétron‘ (esta explicação para o comportamento do elétron tem relação… com o “fenômeno EPR“, com o conceito de holomovimento – e… com as “ordens implícita e explícita”… – que o compõem.)
Trajetória do experimento das 2 fendas, de acordo com a “Teoria de Bohm”
“Teoria da … onda piloto” “A natureza sob certo aspecto cria… – através da evolução”.
Enquanto os “autores” se debatiam sobre a questão…partícula ou onda, De Broglie propôs… — em 1925… a resposta óbvia… partícula & onda… “Não está claro…por uma diminuta cintilação na tela — que se trata de uma partícula?… – E, também que, a partir dos padrões de difração…e, interferência… – é uma onda quem orienta o movimento da partícula?”
Assim, De Broglie mostrou, em detalhes, como o movimento da partícula, passando por apenas um, de 2 buracos num anteparo, seria influenciado por ondas se propagando pelos 2 buracos; de tal modo que, esta não vai para onde se cancelam – mas é atraída … para onde cooperam. (J. Bell)
A interpretação de Bohm generaliza a ‘teoria da onda piloto‘ de Louis de Broglie (de 1927), a qual afirma que ambas (onda e partícula) são reais. A função de onda evolui de acordo com a equação de Schrödinger, e, de algum modo ‘guia’ a partícula…em um universo ‘não- dividido’ (ao invés de ‘Muitos Mundos’). Bohm mostrou então como parâmetros poderiam explicitamente ser introduzidos na mecânica ondulatória não-relativista…com a ajuda dos quais a descrição indeterminista se tornaria determinista; de modo que a ‘subjetividade‘ da versão ortodoxa (referência necessária ao ‘observador’) pudesse assim, ser eliminada.
O detalhe é que a ‘Mecânica Bohmiana’ não é a Mecânica Clássica com um termo adicional de força. Na Mecânica Bohmiana as velocidades não são independentes das posições como o são classicamente, mas estão restritas pela equação guia. – Isto significa que o ‘estado do universo‘ evolui ‘suavemente‘ através do tempo, sem o colapso da função de onda…quando a medição ocorre (“interpretação de Copenhague“)…Contudo, deve-se assumir a existência obrigatória de grande nº de ‘variáveis ocultas’, que nunca podem ser diretamente medidas.
A “não-localidade” das “variáveis ocultas” Sendo o modelo de Bohm ‘determinístico’ e ‘não-local’, as suas ‘variáveis ocultas’ evitam (pelo caráter não-local) a ‘prova de sua impossibilidade’, elaborada por Von Neumann – como bem observou John Bell, em 1966.
Cabe notar que a teoria proposta por Bohm implica a mesma propriedade contida na interpretação usual (não-localidade) para ‘sistemas entrelaçados’ — espacialmente separados — propriedade esta, aliás… criticada por Einstein em seu argumento EPR. Sendo extensiva aos processos de medida — também incorpora “variáveis ocultas” nos próprios aparelhos de medida… incluídas dentro do ‘Hamiltoniano‘ da interação aparelho/sistema. – Assim, a não-localidade no modelo de Bohm, decorre de, nas medidas de grandezas físicas…considerar as interações com os aparelhos de medida.
O ‘princípio de Heisenberg‘…ao expressar a impossibilidade de se fazer medições de precisão ilimitada no domínio quântico, deve ser considerado…basicamente…como uma expressão do grau incompleto de autodeterminação de todas entidades definíveis a nível quântico-mecânico – pois, ao medirmos tais entidades – utilizamos todos processos que ocorrem nesse nível — o que acarreta os mesmos limites no seu grau de indeterminação.
Obviamente, ‘processos sub-quânticos‘ envolverão basicamente novos tipos de entidades – tão diferentes dos elétrons e prótons, quanto estes – dos sistemas macroscópicos…Mas, para isso, novos métodos — dependentes de interações envolvendo — “leis sub-quânticas“ terão que ser desenvolvidos…a fim de observá-las. Assim, a partir de efeitos não limitados por ‘leis quânticas’…em seu grau de “autodeterminação“, será possível obter correlação mais precisa entre eventos de escala observável e o estado de uma ‘variável sub-quântica’.
Assim, respondemos às críticas de Bohr e Heisenberg, de que um nível mais profundo de ‘variáveis ocultas‘ — no qual o ‘quantum de ação‘ fosse divisível, jamais poderia ser revelado em qualquer fenômeno experimental. – De fato, somos também capazes de, em princípio, revelar a existência, e as propriedades de um nível subquântico, cujas relações com o nível clássico… — por seus efeitos nesse nível… — sejam relativamente “indiretas”.
O “Universo Indivisível” E, objetivamente…podemos mostrar que o nível subquântico está lá, junto com suas leis… para ser pesquisado. – E, que essas leis podem explicar, e prever…com precisão, propriedades dos macrossistemas.
Em seu livro póstumo (“O Universo Indivisível“), Bohm apresenta uma elegante e completa descrição do ‘mundo físico’, a qual, em muitos aspectos, pode-se considerar mais satisfatória que a ‘interpretação de Copenhague‘ … onde há uma esfera de realidade clássica para grandes objetos (com grandes “números quânticos”) – e outra esfera quântica separada. Uma novidade das abordagens mais atuais (incluindo Bell) é não usar do conceito de ‘potencial quântico‘, que incorpora a “não-localidade“ da teoria, satisfazendo-se então com uma equação — que apenas fornece velocidades das partículas – tornando assim irrelevante sua extensão aos ‘domínios relativísticos’.
A reescritura que Bohm fez da ‘equação de Schrödinger’ — por variáveis que parecem interpretáveis em ‘termos clássicos’ — não é feita sem custos… e o mais óbvio deles é o aumento de ‘complexidade‘…O próprio ‘potencial quântico’ para Bohm, parecia um tanto estranho e arbitrário. Ademais, pensar na revolução quântica como um insight de que, afinal…a natureza é clássica (exceto por existir), não seria muito satisfatório.
‘Estadia no Brasil’ ‘A mecânica quântica por David Bohm’ ‘Interpretação da Onda Piloto’ David Bohm (“Saindo da Matrix”) # A ‘Interpretação de Bohm’ # “O aparente e o Oculto” ************************************************************************************
Bohn — “Uma nova ‘percepção’ da Realidade” Mesmo se opondo a ‘interpretação de Copenhagen’, a “teoria de Bohm” integra-a dentro de uma visão mais ampla; reafirmando então…dessa forma, a superação do “princípio cartesiano”, que separa sujeito e objeto.
Ao contrário de Descartes… – para quem…a totalidade da ordem é potencialmente manifesta, a totalidade da ordem abrangente bohmiana é entendida pela “justaposição“ de uma ordem manifesta e outra oculta. Não fosse ‘incomum elegância’ na demonstração matemática – provavelmente, sua noção de ‘abrangência’ seria comparada à ‘metafísica’.
A teoria de Bohm, sem a necessidade de quaisquer espécies de entidades fundamentais da matéria…entende o Universo como uma ‘teia dinâmica’ de eventos interconectados – cuja estrutura é determinada pela ‘coerência’ das interrelações entre suas partes – tendo nesse caso, a…”consciência“…um significado essencial. – Tanto Bohm quanto Einstein, nunca aceitaram as interpretações correntes da teoria quântica…todavia, por motivos diferentes. A crítica bohmiana propõe que há uma “ordem oculta” atuando sob o…”aparente caos“, e falta de continuidade das partículas materiais…descritas pela mecânica quântica, a partir das interpretações estatísticas de Copenhagen. — Em “A Totalidade e a ordem implicada” Bohm sustenta ser possível lidar na física das partículas com “variáveis ocultas”…ao nível subquântico mecânico…indo assim, além do experimento do qual derivou o “Princípio da Incerteza” de Heisenberg… – muito embora… – sem qualquer necessidade de o invalidar.
Bohm expõe que a interpretação da Escola de Copenhagen sobre o ‘Princípio da Incerteza’ de Heisenberg levou a física a um determinismo lógico-matemático, cujo engano é pensar que se pode prever e controlar grandes agregados de partículas…considerando somente a média estatística da manifestação quântico-mecânica de vários elementos (“ensemble“). Tal determinismo desconsidera pesquisas que tratam dos elementos individuais … e suas interações no nível subquântico mecânico… assim como os seus conceitos, e ‘significados teóricos’ para a compreensão da realidade – estreitando o… “campo de atuação” da física.
Por analogia… Bohm toma a visão coletiva de uma multidão de pessoas. Isso não impede que cada indivíduo…ou grupos de indivíduos, conserve historicidades, cultura, classe, conhecimento…e relações — que fogem à coletividade como um todo, podendo ser tratados em sua especificidade.
Outro obstáculo – apontado por Bohm, à uma ‘visão mais ampla’ na física…estaria na “teoria da relatividade“ … mesmo sendo esta uma das revoluções científicas do século 20, superando a ‘visão newtoniana‘, ao introduzir uma noção relativa de ‘espaçotempo’ nas coordenadas – e introduzir os conceitos de ‘evento’ e ‘processo’.
A análise e a síntese cartesiana…adequada à ordem determinístico-causal de Galileu e Newton…deixaram de ter primazia na relatividade, devido ao pressuposto einsteiniano de um universo de ‘campos de forças contínuos’. Entretanto…é a ênfase na continuidade do campo…o seu maior obstáculo.
Nesse campo contínuo einsteiniano, diferentes referenciais estariam interligados…ou, se comunicando, por um sinal eletromagnético viajando a uma constante velocidade limite: a da luz. Nesses termos, para Bohm, muito embora a ‘teoria da relatividade‘ trate de um campo unificado; tanto a “análise conceitual” do conteúdo independente e autônomo de tal sinal de comunicação entre os sistemas de referenciais relativistas…quanto a “análise abstrata” quântico-estatística de “Copenhague“… – se aproximam da clássica “mecânica newtoniana” – pois consideram o mundo constituído por partes distintas e interagentes.
A… “continuidade relativística” – contraria a descontinuidade dos campos gravitacional e eletromagnético, por suas propriedades quânticas no “ponto zero”; como as pesquisas nos têm demonstrado. Mas então…como combinar comportamentos descontínuos…em uma visão não analítica (global) da realidade?…Este é o cerne do ‘paradigma bohmiano’ contido no livro. Na solução de Bohm para esse contexto, as “coordenadas cartesianas” perdem sua ‘autonomia’ na descrição; sendo preteridas em relação ao ‘holomovimento’; uma totalidade…”ininterrupta” e “indivisa“…que faz transportar a…”ordem implicada”.
As críticas à Escola de Copenhague, a limitação da relatividade…e divisão ocidental entre consciência e realidade…se fazem presente em todo o trabalho de Bohm. Para ele, há a necessidade de se ter uma visão de ‘mundo global’…Muito mais que teoria, o autor propõe, uma nova maneira de se enxergar a realidade, dentro da qual uma realidade implícita, multidimensional — dobrada dentro de si mesma, em insólita dinâmica, geraria sua ordem explícita, sensível aos sentidos e medidas. Ordem implícita, e explícita juntas compõem um todo ininterrupto, e indiviso…ou uma ordem de grande abrangência.
Objetivamente, essa nova ordem bohmiana atribui maior relevância à ordem implícita que à explícita, pois a primeira…é um todo contínuo e multidimensional, de dimensionalidade infinita, de onde tudo se desdobra. Desta forma, Bohm explica que aquilo que percebemos como espaço vazio seria um “plenum” do qual deriva a realidade tridimensional percebida pelos nossos sentidos. A forma de “desdobramento” se daria pelo “holomovimento” de um imenso mar de energia, implícito a partir da integração (soma) das energias do ponto zero dos quantas do ‘campo gravitacional’, de onde se projetariam ondulações mais autônomas e estáveis…sob uma ordem explícita tridimensional…equivalente ao espaço onde vivemos.
Uma das qualidades de tal universo…assim como nossa noção de tempo faz recriar cada momento, seria a capacidade de criar novas estruturas a todo instante…compatíveis com algumas estruturas antigas…Assim, a natureza estaria constantemente agindo – de maneira relativamente…“intencional”.
Para Bohm, discussões sobre essa ‘intencionalidade’ permeiam as questões filosóficas acerca da relação entre consciência e realidade desde a antiguidade, chegando aos dia de hoje nos problemas da ‘natureza da consciência’ na ‘mecânica quântica’…Na teoria de Bohm – como também no pensamento oriental, a consciência não é um fragmento da totalidade. – Nela…tanto matéria como consciência…são parte de um mesmo todo indiviso, ininterrupto; derivando dessa ordem implícita dobrada dentro de si própria.
Foto rara de Neils Bohr e Wermer Heisenberg 1935/1936
Por toda essa abrangência, a crítica de Bohm à ‘interpretação de Copenhague‘ tem justificativa bem plausível. Para o autor, os métodos lógico-matemáticos dessa escola têm reduzido o ensino da física ao dogma e ao mecanicismo. Os ‘valores filosóficos’ da década de 1930, se dissiparam…sob um amontoado de ‘fórmulas estatísticas’ enganosamente rotuladas de “mecânica quântica”…de modo a impedir a compreensão…pela observação de uma complexa relação, de fenômenos a princípio desconexos.
Tal fato é verificado não só na física, mas em toda ciência contemporânea…pois, embora haja necessidade de se construir novos olhares, tal como a “Complexidade” proposta por Edgar Morin, em um ciência Transdisciplinar, a visão imediatista impede o contato com todas as profundas…”questões filosóficas”…que nortearam a ciência ao longo da história. Tais questões levaram os argumentos de Bohm ao campo de uma teoria transdisciplinar. Suas ideias estão entre as que inspiraram o Teorema da Desigualdade de John Bell, cuja implicação afirma haver variáveis ocultas não-locais, ou então “interações instantâneas” entre…’partículas subatômica’ – mesmo que estas se encontrem muito distante entre si.
Além da inovação no campo da física…a teoria de Bohm trouxe contribuições à psicologia, com o Modelo Holonômico de funcionamento do cérebro, em conjunto com Karl Pribram; e na linguística, com estudos do uso da linguagem, e seus significados tácitos nas ciências. Sua noção de realidade holográfica adquire crescente relevância…pois nela – assim como no significado de ‘fractais‘ na…”teoria caótica“…a parte contém as inscrições do ‘todo’.
Apesar da profusão de inovações científicas durante o século 20, várias propostas teóricas revolucionárias – e seus corolários…continuam encobertos por forças que a própria razão, alega desconhecer…na tentativa de conservar suas bases… – Trabalhos como os de Bohm, demonstram que é grande o interesse em escapar da “camisa de força” da simplificação, e fragmentação do real…a qual está submetida a ‘ciência clássica‘. Conhecer essa instigante obra é dar um passo em direção a uma proposta científica…que objetiva à “complexidade do mundo“…e cujo fundamento é a abertura de diálogos…e o retorno à reflexão. — Quem a lê… jamais verá a realidade da mesma forma. (texto base) Sérgio Almeida Loiola /2004 ***********************************************************************************
“Totalidade e a Ordem Implicada” (trechos selecionados) “Podemos separar nesse processo da fluente realidade infindável do saber, o que se origina de nosso pensamento…do que vem da realidade externa?”
O ‘pensamento‘ é um processo material, cujo conteúdo consiste… na reação total da memória… incluindo os sentimentos, reações mecânicas, e mesmo, sensações físicas – que se originam…no individuo, para – a seguir…serem incorporadas ao ambiente da… “atividade humana“.
Guiado por uma visão provinda de um hábito quase universal, de abordar o conteúdo do pensamento como se fosse uma descrição do mundo como ele próprio é, o homem passa a agir sem medir esforços para que tudo venha a corresponder com sua forma de pensar. Nessa rotina do cotidiano… nosso pensamento é visto como diretamente correlacionado à realidade objetiva. – Mas, o considerando como repleto de distinções…o que acontece, na prática, é que tais hábitos nos têm levado a ver o mundo, como se fragmentado fosse.
Não percebemos que a relação entre o pensamento…e a realidade por ele representada…é bem mais complexa do que uma mera ‘correspondência’.
Em oposição a uma visão estática e fragmentária, que não trata do conhecimento como sendo um processo de vida… – e que separa o conhecimento… do restante da realidade, apenas uma ‘visão de conhecimento‘ — como uma parte integrante do fluxo total desse processo, pode levar a uma abordagem mais ordenada e harmoniosa de vida…E, nesse processo… não falamos sobre o movimento do conhecimento, como se estivéssemos do lado de fora. Estamos na realidade, dentro dele, fazendo parte dele, e conscientes disso.
‘Relatividade x Teoria quântica’ Para enfrentar o desafio fundamental da dualidade/probabilidade…matéria/energia, Einstein propôs não mais considerar o conceito de partícula como ‘fundamental’. Para ele, ao contrário, a “realidade” deveria ser vista desde o início como constituída de ‘campos‘, conforme às exigências teóricas de suas próprias “leis relativísticas“.
A teoria do “campo unificado“ de Einstein, constituída por ‘equações não-lineares‘, nega a possibilidade…da análise do mundo distribuído por…componentes autônomos, pois a noção da possibilidade…de um sinal (eletromagnético)…desempenhar função básica implica numa forma mais abstrata de análise com base num tipo de conteúdo de informação independente … e diferente para cada região de um… “campo escalar“.
Por essa razão, a noção básica relativística do sinal ‘c‘ (velocidade da luz no vácuo) não se ajusta de forma coerente ao contexto quântico – já que tal sinal não é compatível ao tipo de totalidade indivisível implicada na teoria quântica de campo (‘entrelaçamento’). Por outro lado, a ‘mecânica quântica’, com suas características de ‘descontinuidade‘, ‘dualidade’ e ‘não-localidade‘ também contém uma ligação implícita com um certo tipo muito abstrato de análise…que não está em harmonia com a forma de…’totalidade indivisível’ implicada pela teoria da Relatividade. – Entretanto, na ‘teoria matemática’, uma ‘função de onda‘ ainda é vista como uma descrição de potencialidades estatísticas gerais, consideradas como autônomas. Em outras palavras, o objeto real e individual da física clássica é trocado por um tipo mais abstrato de objeto…potencial e estatístico, correspondente ao ‘estado quântico‘ ou função de onda do sistema…geralmente um vetor no ‘espaço de Hilbert‘. – Ocorre que a consistência matemática desse espaço, depende da linearidade da correspondente…”equação de onda”…pois a equação básica do ‘vetor de estado’ nesse espaço de Hilbert é sempre considerada ‘linear’…permitindo considerarmos que tais ‘vetores de estado’ possuem um tipo de…’existência autônoma’.
Supõe-se então, que essa “autonomia total” do estado quântico de um sistema…apenas se mantenha enquanto ele estiver ‘oculto’. – Durante sua observação…assumimos lidar com dois sistemas, inicialmente autônomos – que entraram em interação… Um deles é descrito pelo vetor de estado do… “objeto observado”… — enquanto o outro sistema pode ser então definido — pelo vetor de estado… — do… “aparelho de observação”.
No que se refere a essa interação… — certas características inovadoras são introduzidas, permitindo a possibilidade de atualização das potencialidades do sistema observado (às custas de outros sistemas…que não podem ser, ao mesmo tempo atualizados). Esse tipo de procedimento – justamente… é que não é coerente com a ordem básica descritiva da “Relatividade“…pois esta não é compatível com tal tipo de análise fragmentária…Desse modo, os conceitos básicos da teoria da relatividade…e teoria quântica…se contradizem na totalidade. Logo, não é surpresa o fato dessas duas teorias jamais terem se unificado de forma consistente… – parecendo mais provável – que tal “unificação“ jamais ocorra.
De fato, abandonar o papel fundamental do “sinal relativístico“…ou aquele do “estado quântico“, não é pouca coisa. – Talvez seja necessário encontrar uma nova teoria da qual ambas devam derivar por aproximações e casos limite; exigindo para isso, é lógico, noções radicalmente inovadoras de ordem…medição…e estrutura. (trechos selecionados do livro) ************************************************************************************
“Medição fraca”…interpretando a “onda piloto” (jun/2011)
1. É impossível medir uma “partícula quântica” sem interferir com ela.
2. Uma “partícula quântica” pode se comportar… como uma partícula ou, como uma onda… – mas não…as duas coisas… – ao mesmo tempo.
Estas 2 proposições são reconhecidas como “verdades” da mecânica quântica há mais de 1 século. Mas agora…Aephraim Steinberg, da Universidade de Toronto, Canadá, coordenou uma equipe de pesquisa — para demonstrar que a tecnologia atual já pode fazer medições, sem afetar partículas quânticas, e que estas podem se comportar como ondas e partículas, ao mesmo tempo… – em uma espécie de interferência (‘assombrada‘) consigo próprias.
Experimento da dupla fenda
Uma das demonstrações mais conhecidas da mecânica quântica é o experimento da dupla fenda. — Quando “partículas quânticas“ são disparadas rumo a uma fenda – elas ‘batem’ do outro lado de uma forma discreta…como se fossem…”bolinhas”. Mas, tendo a placa 2 fendas, se vê um…”padrão de interferência”, chamado ‘franja’. As seções claras e escuras desse “padrão” – correspondem aos picos e vales das ondas auto-interferindo-se, como “ondas”…simultaneamente…pelas 2 fendas.
Contudo…quando se tenta colocar um detetor em cada fenda…para ver em qual delas a partícula está passando, o padrão de interferência é destruído.
Isso disse aos físicos que não se pode observar a partícula passando por uma das duas fendas sem destruir o efeito de interferência…você teria que escolher entre a partícula e a onda…e, no próprio ato da medição…a onda ‘colapsaria’, num tipo de interferência inexorável do observador sobre a partícula. Esse fenômeno deu origem ao ‘Princípio da Incerteza‘ de Heisenberg — que estabelece que não é possível…ao mesmo tempo, medir a posição (qual fenda serviu de caminho) e o momento (expresso no ‘padrão de interferência’) de uma partícula quântica… Contudo, o novo experimento mostrou, que não é bem este o caso… — como assim Steinberg explicou … em maiores detalhes:
“Nos últimos 10 a 15 anos, a tecnologia alcançou um ponto, que permite a realização de experimentos detalhados…em sistemas quânticos individuais (sem interferir com eles), com aplicações potenciais… – como a criptografia, e a computação quânticas”.
Os pesquisadores construíram um mapa de probabilidades que resulta em uma espécie de rota característica dos fótons. [Imagem: Kocsis et al./Science]
O experimento da dupla fenda foi reconstruído substituindo o canhão de elétrons por uma “lanterna”…capaz de disparar 1 fóton de cada vez. – Usando um tipo de cristal de quartzo (calcita), os pesquisadores obtiveram um efeito sobre a luz que depende da direção de sua propagação — e assim calcularam, tanto a posição quanto o momento do fóton… – na verdade – uma média dessas medições… – já que…continua sendo impossível de se determinar as “informações”… para um único fóton.
O resultado é uma demonstração realística, mas nada convencional, de que o fóton – que os cientistas chamam de sistema quântico, comporta-se simultaneamente como partícula e onda, continuando a gerar o padrão de interferência típico ondulatório, mesmo quando passa por uma única fenda. Isto foi possível de se medir porque o experimento é capaz de recompor…por uma técnica que os físicos chamam de “medição fraca”, a trajetória média dos fótons… – sem interferir com eles… E sobre esse assunto, Steinberg ainda comentou:
“Nós ficamos maravilhados ao conseguirmos ver – em certo sentido…o que um fóton faz quando passa através de um interferômetro, algo que nossos livros-texto e professores…sempre nos disseram ser impossível”.
Interpretando…interpretações “Para enfrentar o desafio que se apresenta diante de nós – nossas noções de cosmologia devem nos permitir uma explicação consistente da ‘consciência’. Mas…para podermos perceber sua relação com a realidade – nossas noções de consciência devem nos revelar o significado de seu conteúdo.” (D. Bohm)
De fato … o experimento terá grande impacto, por assim dizer…filosófico, uma vez que fala, diretamente, sobre as várias interpretações da mecânica quântica, incluindo as de Niels Bohr…a ‘interpretação de Copenhague’, e aquela menos convencional – de Louis de Broglie e David Bohm. – Esta, assim denominada teoria da onda piloto propõe que cada partícula percorre uma trajetória bem definida…com destino diretamente, a uma das fendas – enquanto a “onda associada” – passa pelas 2 fendas…”simultaneamente”.
O experimento parece dar sustentabilidade a essa interpretação – além de balançar … mas não derrubar – o Princípio da Incerteza da Heisenberg, mostrando que ele não é tão rígido quanto parecia, seguindo aliás uma tendência – que já vem sendo demonstrada em outros trabalhos. Por outro lado, os pesquisadores acreditam que esta pesquisa poderá ter efeitos práticos na “computação quântica”. Por exemplo, as “portas lógicas” desses computadores futurísticos poderão ser capazes de repetir uma operação, quando a checagem de erro não se mostrar convincente… — E, como disse Steinberg…para finalisar…“Sob a ‘interpretação clássica’ da mecânica quântica — não podemos colocar a questão…do que teria acontecido previamente no tempo. Entretanto…a ‘medição fraca’ nos permite fazer isso”. (texto base) ***********************************************************************************
Mudança de Foco na Mecânica Quântica ‘Unificar’ pode ser conveniente pela sua simplificação…Assim, quando se identifica um acontecimento…a ciência tenta descrevê-lo por meio de um… “sistema de coordenadas”. Mas, a partir da ‘Interpretação de Copenhague’ (1ª metade do século 20) – esta ciência começa a organizar o mundo…a nível microscópico, focando… “posição” e “velocidade”. As propriedades dos corpos ficam em 2º plano, e uma “realidade quântica” passa a ser descrita como resultante da observação…requerendo para tanto…”observador externo”.
Nos anos 30, o ‘princípio da incerteza‘ desmantelou esta concepção da realidade…demonstrando que não se pode conhecer, simultaneamente, a posição, e a velocidade de uma partícula…Por esta premissa é impossível ambas as propriedades serem definidas…Isto é, se um campo tem valor definido sua taxa de mudança é aleatória (Campos sofrem ‘flutuações de vácuo’). Pela Relatividade Geral, é impossível a abordagem do…’observador externo’…mas, como no contexto não-local do ‘entrelaçamento‘…o observador é “externo ao fenômeno” — seria incoerente uma “abordagem quântico-cosmológica”. Mas surgiram algumas propostas alternativas… – Por exemplo, David Bohm — aproveitando ideias de De Broglie… contribuiu para conciliar ‘gravitação‘ com o “mundo quântico“.
A “interpretação de Bohm” admite que alterações na estrutura geométrica do espaçotempo – sejam vistas como ‘propriedade quântica‘ da partícula. Com base nessa perspectiva podemos considerar pelo menos 2 boas razões para reconciliar aquela incompatibilidade entre a “relatividade geral” e a “mecânica quântica”:
1ª) Dividir o universo em dois reinos antagônicos, parece tratar-se de um indício de que tem de haver uma verdade mais profunda e unificada…que ultrapasse o abismo — entre a relatividade geral… e a mecânica quântica.
2ª) Embora a maior parte das coisas sejam grandes e pesadas — ou, pequenas e leves, isto não é verdade para todas elas. Buracos negros são um bom exemplo… – O centro de um “buraco negro”…pode ser… simultaneamente – imensamente pesado … e incrivelmente pequeno.
‘Mudança de Foco na Quântica do Séc. XX’ (Dário Cardina, jul/2011) ****************************************************************
Eletrodinâmica estocástica (‘SED’)
A “eletrodinâmica estocástica”…é uma extensão da interpretação de Bohm da mecânica quântica, sob a influência de um campo de “energia do ponto zero“, (‘ZPF‘) desempenhando ‘papel central‘ na orientação de uma … “onda piloto“.
Se trata de uma teoria de variáveis ocultas não-local e determinística distinta de outras interpretações convencionais da mecânica quântica: como a ‘QED‘, a “interpretação de Copenhague“, ou a interpretação de muitos mundos de Everett… – A “SED” descreve a energia contida no vácuo electromagnética do zero absoluto como um ‘estado de vácuo’ estocástico e flutuante. O movimento de uma partícula imersa nessa radiação de ponto zero pode resultar em comportamento altamente não linear…até caótico ou emergente.
Abordagens modernas da SED consideram as propriedades quânticas de ondas e partículas como… — bem coordenados efeitos emergentes, resultantes de mais profundas interações (subquânticas) não lineares.
Dada a natureza emergente, postulada das leis quânticas na SED, argumenta-se que elas formam uma espécie de…“equilíbrio quântico“…com um status análogo ao do equilíbrio térmico na dinâmica clássica. A SED, permite a princípio outras ‘distribuições quânticas’ de ‘não-equilíbrio‘, para as quais as previsões estatísticas da teoria quântica são violadas. Todavia… é controverso o argumento de que a teoria quântica é apenas um caso especial de uma física não linear muito mais ampla… onde a sinalização não local (superluminal) é possível, e o ‘princípio da incerteza’ pode ser violado…Aliás, nesse sentido, também foi proposto que a inércia é uma dessas leis emergentes…mas os resultados relatados, estão sujeitos a contra-argumentos…como: anti-gravidade, ação sem reação, e moto perpétuo.
Estas propostas para a energia do ponto zero sugerem uma fonte de livre energia de baixo, ou nenhum custo do vácuo; bem como a esperança de desenvolver um motor do tipo ‘ação sem reação‘…(a NASA continua avaliando)…Na interpretação usual da “energia de vácuo”, não é possível usá-la para realizar trabalho – no entanto…a SED adota uma interpretação clássica um pouco mais literal (ou liberal?)…considerando a enorme densidade de energia do vácuo eletromagnético como ‘ondas de propagação’, carregando um fluxo considerável de energia e momento, não evidente na ausência de matéria, por ser um ‘fluxo isotrópico‘.
Campo (clássico) de fundo O campo é geralmente representado por uma soma discreta de uma ‘série de Fourier‘, cada um com ‘amplitude’ e ‘fase’ que são clássicas variáveis independentes aleatórias, distribuídas de tal modo que a estatística dos campos seja isotrópica e constante. Tal prescrição é de se esperar… para que cada “modo de Fourier” na frequência (f) tenha uma energia de hf / 2…igual à do estado fundamental dos “modos de vácuo” da QED.
O “campo de fundo” é introduzido como uma “força de Lorentz“…na equação de “Abraham-Lorentz-Dirac” – por onde as…estatísticas de campos eletromagnéticos – e…‘combinações quadráticas’…irão coincidir à expectativa dos valores de vácuo nos operadores similares da QED. – A menos que seja ‘cortado‘…o campo total tem uma ‘densidade infinita‘ de energia.
Portanto…o “campo de fundo” é uma versão clássica do ZPF eletromagnético da QED, embora na linguagem SED, sem fazer tal distinção, o campo seja comumente referido apenas por “ZPF”. — Deve-se notar também – que qualquer frequência finita de corte deste campo seria incompatível com a ‘invariância de Lorentz‘. Por isso…há quem prefira pensar na ‘frequência de corte’…em termos de uma resposta das partículas ao campo de fundo…e não — como sendo uma…“propriedade“…desse próprio campo.
Contexto & aplicações
“Eletrodinâmica estocástica”…é o termo empregado a um conjunto de esforços de pesquisa de muitos estilos diferentes … com base na “suspeita” de que existe uma radiação aleatória eletromagnética invariante de Lorentz. A ideia básica existe há muito tempo; mas Marshall (1963) parece ter sido o autor dos esforços mais concentrados…a partir da década de 1960. Timothy Boyer, Luis de la Peña e Ana María Cetto foram talvez…na década de 1970, e anos seguintes os colaboradores mais prolíficos. Outras contribuições sobre a aplicação da SED, a problemas na QED têm surgido, entre elas o estudo de uma tentativa de Walther Nernst, em usar a SED num ZPF clássico para explicar a massa inercial como uma ‘reação a vácuo’.
De acordo com Haisch e Rueda, a inércia surge como uma ‘força de arrasto eletromagnético‘ em partículas aceleradas…produzidas pela interação com o “campo do ponto zero” (ZPF). A seguir, em um ‘artigo de 1998‘ eles falam de um…”fluxo de Rindler” – presumivelmente…significando o “efeito Unruh“, e afirmam ter calculado um “vetor de Poynting“ (‘momento zpf’) … não nulo.
A SED tem sido usada em tentativas de fornecer uma explicação clássica para efeitos antes considerados exclusivos da mecânica quântica, em sua explicação… Também é empregada, numa abordagem clássica baseada no ZPF, para gravidade e inércia. Não existe um acordo universal sobre sucessos e fracassos da SED, quer na sua congruência com ‘teorias padrão’ da mecânica quântica, QED e gravidade…ou conformidade com a observação. (texto base) ************************************************************************************
“David Bohm: A Life Dedicated to Understanding the Quantum World”. autor: Olival Freire Jr (resenha por Roderich Tumulka, Eberhard Karls University)
Funções de onda do elétron em um átomo de hidrogênio a diferentes níveis de energia. As áreas mais brilhantes representam uma maior probabilidade de encontrar o elétron.
David Bohm (1917–1992) foi um Homem de princípios. Ele se recusou a denunciar outros membros do Partido Comunista nos EUA durante a era McCarthy, e insistiu que os físicos deveriam procurar uma explicação…para os fenômenos quânticos…quando quase todos eles não acreditavam nisso. — Bohm afrontou “Copenhague” ao trabalhar numa abordagem alternativa, que ainda hoje é a solução mais simples … aos paradoxos da mecânica quântica. — Ele sugeriu trajetórias aos elétrons…assim propondo na ‘esfera micro’, uma “equação quântica de movimento“. A partir daí acabou por desenvolver uma teoria completa — chamada “interpretação causal” (ontológica) da mecânica quântica… — que ficou mais conhecida mesmo — como…“mecânica Bohmiana”.
Bohm teve uma vida agitada, repleta de significativas realizações científicas. – Sua tese de doutorado de 1943 sobre o espalhamento de prótons foi sobrevalorizada por seu potencial bélico para o “Projeto Manhattan”, e seu trabalho subsequente em “física de plasma” trata de…“variáveis coletivas”… – na descoberta do que hoje é chamado…“difusão de Bohm”. Mas, decerto Bohm é mais reconhecido por seu trabalho em mecânica quântica. Em 1951, ele publicou um livro sobre o tema, defendendo a interpretação ortodoxa de Copenhague. Ele deu uma cópia a Albert Einstein – e na conversa que se seguiu, foi por ele convencido de que havia algo fundamentalmente “incompleto“ com esta visão de Bohr e Heisenberg.
Àquela época – como quase todos os físicos acreditavam que os paradoxos da mecânica quântica simplesmente não podiam ser resolvidos, a maioria deles se opôs às teorias de Bohm, o considerando um ‘herege’. – Para piorar as coisas, ele também teve problemas políticos…Depois de se negar a “dedurar” colegas comunistas ao “Comitê de Atividades Antiamericanas“ da Câmara, foi indiciado por desacato ao Congresso, e a Universidade de Princeton rescindiu seu contrato…Eles se recusaram a renová-lo, mesmo depois que Bohm foi absolvido alguns meses depois…Como nenhuma outra universidade dos EUA o contrataria — ele foi efetivamente forçado a deixar o país. — Dessa forma… se mudou primeiro para o Brasil… – alguns anos depois para Israel… e de lá para a Grã-Bretanha.
Pouco antes de sua chegada à Inglaterra – Bohm…junto com seu aluno Yakir Aharonov, descobre um efeito que demonstra a influência do vetor “potencial eletromagnético” no padrão de interferência da ‘função de onda’ de um elétron – mesmo se a intensidade do campo desaparecer (‘efeito Aharonov’)…Também nessa época, abandona o comunismo, depois de ficar sabendo dos crimes do governo soviético sob as ordens de Joseph Stalin.
Freire, físico e historiador da Universidade Federal da Bahia no Brasil, já escreveu sobre a história da ‘mecânica quântica’. Em seu livro anterior, ‘The Quantum Dissidents: Rebuilding the Foundations of Quantum Mechanics’ (1950-1990) então publicado em 2015… — ele estuda o crescente interesse…em alternativas à ‘ortodoxia quântica’ incluindo capítulos sobre: Hugh Everett, Eugene Wigner, o ‘teorema da não localidade’ de John Bell, ‘decoerência’…e também Bohm. Em contraste com uma outra biografia de David Peat…“Infinite Potential: The Life and Times of David Bohm”…de 1996, concentrada mais na vida de Bohm… — o pesquisador brasileiro se volta principalmente ao conteúdo, desenvolvimento, e influência das ideias científicas bohmianas. Como físico, ele mergulha nos detalhes científicos de argumentos e reações de Bohm a seus contemporâneos, como suas respostas ao famoso ‘teorema de Bell’, e seus testes experimentais da ‘desigualdade’.
Freire exerce meticulosamente seu trabalho… — através de uma riqueza de detalhes históricos. O livro inclui citações de cartas e entrevistas, além de outros documentos, para ajudar o leitor a visualizar o impacto dos artigos de Bohm … ao longo dos anos. Seu objetivo declarado é retratá-lo, com todas as suas contradições, dúvidas e trocas de rumo… E isso é feito. — Por exemplo, ao descrever seu entusiasmo pela mecânica bohmiana diminuir ao longo dos anos, para voltar na década de 1980. Nesse sentido, Freire evita julgar o valor das várias ideias e abordagens de Bohm. — Os leitores não aprenderão suas teorias com este livro — mas sim… as curiosidades sobre a história, por trás da teoria… presenciando as lutas e descobertas de um pioneiro. (texto base) ****************************(texto complementar)******************************
‘O caminho matemático das partículas no Universo’ ‘O universo é um todo, no qual o homem, por um delírio de consciência…se vê como um ente à parte’…(Albert Einstein)
M. Escher – ‘Sky and Water’
Como nas gravuras de Escher – em que as coisas se fundem de forma suave… o mundo é simultaneamente relativístico, clássico…e quântico – dependendo das dimensões consideradas. O problema é que a ciência, ainda não sabe descrever essa transição… – e assim, o quadro de uma ‘concepção filosófica’ de realidade, é uma pintura…longe de ser terminada.
Mas um vislumbre de como misturar as tintas, e mover os pincéis para terminar esse quadro acaba de ser obtido…de um modo surpreendente por Steffen Gielen, Daniele Oriti; além de Lorenzo Sindoni.
Eles partiram de equações da mecânica quântica…chegando a uma ‘equação cosmológica’, desenvolvida há quase 1 século, que descreve o tipo de universo mais fundamental… – um “universo vazio” onde as coisas ainda estão por ser criadas…Mas, o que impressiona é que a equação elaborada por Alexander Friedmann em 1924, oriunda da “Relatividade Geral“, recém-fundada por Einstein … foi derivada por eles, das equações que tentam descrever a gravidade quântica. – Como, mesmo consolidadas…a “TRG” e a “mecânica quântica” não conversam entre si… – ao se chegar a uma equação fundamental da cosmologia…por esta vertente…a chance de compatibilizar estas duas ‘teorias fundamentais’, se torna mais real.
Agora, os pesquisadores pretendem encontrar a mesma compatibilidade com modelos mais complexos do Universo, incluindo outros ‘complicadores’. Ou seja, preencher seu universo com matéria…e ver se as previsões de suas equações se mantêm. (texto base) *******************************************************************************
Efeito gravitacional Aharonov-Bohm detectado (jan/2022) A experiência teve como base o comportamento de pacotes de ondas atômicas em queda livre — e o resultado…sugere uma nova maneira bem mais precisa de medir a constante gravitacional de Newton (G).
Uma sonda quântica para a gravidade – físicos detectaram uma pequena mudança de fase em pacotes de ondas atômicas devido à dilatação relativística do tempo induzida pela gravidade; exemplo do efeito Aharonov-Bohm em ação. (Shutterstock/Evgenia Fux)
A ideia de partículas poderem sentir a influência de potenciais, mesmo sem serem expostas a um campo de força pode parecer contra-intuitiva, mas há muito é aceita na física…graças a demonstrações experimentais envolvendo interações eletromagnéticas. Mas agora ficou demonstrado que o efeito também é válido para a gravidade (força bem mais fraca).
Originalmente previsto, em 1949, por Werner Ehrenberg e Raymond Siday, o efeito recebeu o nome de Yakir Aharonov e David Bohm, por uma análise publicada uma década depois. Eles mostraram que enquanto os ‘potenciais clássicos’ não têm realidade física – além dos campos que representam – o mesmo não é verdade no mundo quântico…Para defender sua tese, a dupla propôs um experimento mental onde, numa ‘superposição’ de 2 pacotes de ondas…um feixe de elétrons é exposto a um “potencial elétrico” variável no tempo…(mas nenhum campo)… — ao passar por um par de tubos de metal.
Eles argumentaram que este potencial induziria uma diferença de fase entre os pacotes de ondas…e assim levaria a um efeito físico mensurável – um conjunto de franjas de interferência…quando os pacotes de ondas fossem recombinados.
Buscando uma contraparte gravitacional
Mas agora, em um recente experimento – Mark Kasevich e colegas da Universidade de Stanford, mostram que o mesmo efeito (ao lado), também é válido para a…“gravidade“. O experimento é equipado com um…”interferômetro de átomos”, que utiliza uma série de…’pulsos de laser’…para dividir – guiar – e recombinar pacotes de ondas atômicas. A ‘interferência‘ desses pacotes então, revela qualquer — “mudança (relativa) de fase“, percebida ao longo dos dois braços do aparelho.
O grupo de Stanford preparou uma nuvem de átomos de rubídio-87 ultrafrios, e usou um padrão de feixes de laser sobrepostos…para acionar um tubo de vácuo vertical de 10 m de comprimento. – Um divisor de ‘feixe de laser‘ – então separou o pacote de ondas de cada átomo em uma trajetória superior e inferior… com o primeiro passando perto de um anel semicircular de tungstênio excepcionalmente puro (e…portanto, não magnético) pesando 1,25 kg, e colocado no topo do tubo. – A ideia era detectar uma pequena mudança de fase devido à dilatação do tempo (2 relógios a alturas diferentes, num ‘potencial gravitacional’, marcariam taxas ligeiramente diferentes)…Essa mudança de fase apenas é mensurável se a separação entre os pacotes de ondas for muito maior — que a distância entre o braço do interferômetro mais próximo, e a massa da fonte de tungstênio. – Por isso, foram usados divisores de feixe, que transferiam muito momento aos pacotes de ondas — espaçando-os até 25 cm – em relação a 7,5 cm dos pacotes de ondas que se aproximavam do tungstênio.
Observar esse efeito, no entanto, também exigiu que os físicos considerassem a mudança de fase devido ao puxão gravitacional de massa da fonte (o campo de força). Eles fizeram isso disparando também nuvens atômicas ao longo de interferômetros com braços muito mais espaçados – de modo que a separação do pacote de ondas (2 cm) – era pequena em relação à distância da massa de tungstênio – e, portanto, insensível à dilatação do tempo.
Um efeito extra (“gravitomagnetismo”) “Pelos resultados, a gravidade cria mudanças de fase Aharonov/Bohm, de tipo análogo – àquelas produzidas por interações eletromagnéticas”.
Os pesquisadores realizaram o experimento repetidamente variando a distância mínima entre o braço do interferômetro, e…a massa da fonte… Traçando a variação da diferença de fase…entre os 2 braços…com a distância braço-massa…eles descobriram que a curva resultante…aos interferômetros com braços espaçados, correspondia…plenamente — às expectativas de um deslocamento — devido apenas às deflexões dos…’pacotes de ondas’ provocadas pelo…’campo gravitacional’.
Mas não foi assim para o interferômetro com braços amplamente espaçados. Nesse caso, algo diferente do próprio campo havia introduzido mudanças de fase. Kasevich e colegas interpretam essa “outra coisa” como uma “dilatação relativística” do tempo…e, portanto, evidência de mudanças de fase Aharonov-Bohm. Eles observaram que tais mudanças de fase são proporcionais à massa dos átomos, de acordo com as previsões da teoria…Além disso, dependem tanto da constante de Planck (h), quanto da constante gravitacional de Newton (G). Os pesquisadores sugerem então — que definindo com precisão a massa da fonte, esse tipo de interferômetro poderia ser usado para melhorar a medição de G, cujo valor é conhecido com bem menos precisão, que qualquer outra constante fundamental.
Albert Roura, do “Centro Aeroespacial Alemão“…em Ulm, em um artigo complementar sobre a pesquisa, na “Science”, adverte que tais experimentos terão que superar o efeito indesejado de gradientes no campo gravitacional…tornando as mudanças de fase muito sensíveis à posição inicial e velocidade dos pacotes de ondas atômicas…Mas ele acredita que tal problema pode ser superado…graças a uma técnica desenvolvida para contornar as limitações fundamentais na precisão da posição e momento impostas pelo “princípio da incerteza” de Heisenberg. Roura ainda comentou que: “As perspectivas de melhores medições da constante gravitacional de Newton – com base na interferometria atômica, portanto são muito promissoras”. Guglielmo Maria Tino, da ‘Universidade de Florença’, também otimista sobre futuras pesquisas, assim concluiu: “esses resultados mostram o potencial dos…’sensores quânticos atômicos‘, como novas ferramentas – para nos ajudar a compreender a…gravidade, e sua relação com a física quântica”. (texto base)
Questões Cosmológicas 
CurtirCurtir
CurtirCurtir