Tópico: A realidade é falsa, diz a física quântica

[Buckaroo Banzai]

SCIAM:
Quantum Theory Fails Reality Checks
Update of classic experiment finds that "spooky action at a distance" goes hand in hand with unreality


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NATURE:
Physicists bid farewell to reality?
Quantum mechanics just got even stranger.

[Worf]

Physicists bid farewell to reality?

There's only one way to describe the experiment performed by physicist Anton Zeilinger and his colleagues: it's unreal, dude.

(…)

In the 1960s the Irish physicist John Bell showed how to put locality and realism to the test. He deduced that if both ideas applied to the quantum world, then two particular quantities calculated from measurements made on a pair of entangled photons would be equal to one another. If so, there would be nothing 'spooky' about entanglement after all.

Experiments were done to test his prediction in the ensuing two decades, and results showed that Bell's equality was violated. Thus, either realism or locality, or possibly both of these ideas, do not apply in the quantum world.

But which is it? That's what Zeilinger, based at the University of Vienna in Austria, and his colleagues tried to find out.

They came up with a similar test to Bell's, to see whether quantum mechanics obeys realism but not locality. Again the experiment involves comparing two quantities calculated from measurements on entangled photons, to see if they are equal. But whereas in Bell's test these quantities are derived from the so-called 'linear' polarization of the photons — crudely, whether their electromagnetic fields oscillate in one direction or the other — Zeilinger's experiment looks at a different sort of polarization, called elliptical polarization.

Like Bell's, Zeilinger's equality proved false. This doesn't rule out all possible non-local realistic models, but it does exclude an important subset of them. Specifically, it shows that if you have a group of photons that all have independent polarizations, then you can't ascribe specific polarizations to each. It's rather like saying that you know there are particular numbers of blue, white and silver cars in a car park — but it is meaningless even to imagine saying which ones are which.
(…)

http://www.nature.com/news/2007/070416/full/070416-9.html

[Worf]

"Realismo" é definido, no artigo da Nature, como a afirmação de que "todo resultado de uma observação depende de propriedades preexistentes dos objetos, que são independentes da observação". Então: se o realismo precisa ser revisto, isso significa que seu carro não é verde quando ninguém está olhando?
"Não acredito que a consciência da pessoa que realiza a observação tenha um papel", diz um dos autores do trabalho, o austríaco Markus Aspelmeyer. "Para realizar uma observação, basta haver uma interação com um sistema físico complexo o bastante para guardar informação de modo irreversível". Ele dá um exemplo: "O ´clique´ de um detector de fótons responde pela geração, irreversível, de milhões de elétrons".
(...)

Lógica aristotélica
O experimento realizado pela equipe de Anton Zeilinger e Markus Aspelmeyer envolveu a análise de uma propriedade de pares de fótons, ou partículas de luz, chamada polarização.
A partir de um trabalho teórico realizado pelo físico Anthony Leggett, ganhador do Prêmio Nobel de Física de 2003, a equipe austríaca deduziu uma série de resultados que deveriam surgir se algumas teorias que defendem o realismo - mesmo abrindo mão da localidade - fossem válidas. Realizando experimentos, constataram que os resultados esperados não se concretizaram.
Isso sugere, segundo as considerações finais do artigo, que "qualquer futura extensão da teoria quântica que esteja em concordância com os experimentos terá de abandonar certas características das descrições realistas", e que uma insistência na não-localidade poderá levar a resultados ainda mais bizarros, como o colapso da "lógica aristotélica... e da ausência de ação sobre o passado".

(...)

Mesmo acreditando que os resultados que enfraquecem o realismo poderão se aplicar no campo macroscópico, "ao menos na medida em que formos capazes de observar fenômenos quânticos em sistemas macroscópicos", Aspelmeyer reconhece que essa ocorrência seria, para dizer o mínimo, intrigante: "De que modo uma propriedade macroscópica poderia não obedecer ao realismo? Isso demonstraria a estranheza da teoria quântica em sua forma mais radical".

http://www.estadao.com.br/ciencia/noticias/2007/abr/18/192.htm

[Dbohr]

Não me recordo da última vez que li uma matéria tão vaga como essa do Estadão. Como foi o experimento? O que eles mediram? Como chegaram à essa conclusão?

Pelo menos a da Nature fala mais um pouco. E pelo que vi, o título está completamente exagerado. É uma outra desigualdade de Bell, o que não é novidade há pelo menos 40 anos.

[Dbohr]

O Worf já tem um tópico sobre isso, embora o seu pareça ser mais antigo.

Saiu no Estadão também, com uma matéria horrivelmente vaga. Vamos conferir se a SciAm tem algo melhor... stay tuned!

[Guinevere]

Chamem o Conan!!!

[Buckaroo Banzai]

postei um link também para a SCIAM

http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa003&articleID=055C1A23-E7F2-99DF-31B2170DBBCA09A9&ref=rss

[Buckaroo Banzai]

O Worf já tem um tópico sobre isso, embora o seu pareça ser mais antigo.

Pô, não é para tanto. O tópico é mais antigo... a realidade "macro" ainda existe, não?

[Dbohr]

Não tô conseguindo abrir a matéria da SciAm

[Buckaroo Banzai]

April 18, 2007      

Quantum Theory Fails Reality Checks      

Update of classic experiment finds that "spooky action at a distance" goes hand in hand with unreality      

Reality just got a one-two punch. A new experiment has tried to suss out which of two counterintuitive ingredients is more basic to quantum theory, only to find that they go hand in hand.

Einstein was famously bugged by what are now well-established facts of quantum theory: the randomness of a particle's choices and the possibility of instantaneous linkages between far-flung light or matter. Experimenters now conclude that Einstein cannot even pick his poison, because allowing for instant links kills any simple notion of reality, too.

The team updated a classic 1982 experiment in which researchers measured the polarizations, or spatial orientations, of twin pairs of photons. In quantum theory, photons and other particles do not have definite values for properties such as location or polarization but rather acquire a specific property randomly when measured in an experiment.

"The big question always was … whether one can go beyond this probabilistic description," says physicist Markus Aspelmeyer of the Institute for Quantum Optics and Quantum Information in Vienna. Perhaps Einstein was right that "God does not play dice," and a photon has a true state that is somehow hidden from experiments.

Researchers learned that they could test a related question using photons that are entangled, meaning they are instantaneously connected over any distance in such a way that the measured property of one depends on the other—like a pair of dice that always comes up doubles.

In the 1982 experiment, if the photons "rolled doubles" more than a certain fraction of the time, it meant that particles violated something called local realism: the idea that influences between particles ripple through spacetime like waves (locality) and that particles have hidden nonrandom properties (realism).

But which assumption might be wrong? "It could still be possible," Aspelmeyer says, "that you maintain realism … and that you just relax this locality condition." So he, along with team leader Anton Zeilinger and colleagues, tested a proposed antiquantum model in which influences travel instantaneously but particles have real properties (no locality but realism).

They split red laser photons into entangled pairs and sent the twinned light particles along separate paths. They then measured the polarizations of the photon at different angles to see how often they scored "doubles," called correlations.

Aspelmeyer says the group's hunch was that "if you allow for nonlocal interactions, anything goes, [so] you can recover quantum physics completely" without losing a grip on reality. But, as in the older experiment, they once again saw more correlations than nonlocal realism allowed.

In other words, Aspelmeyer says, nonlocality is not enough to save realism from quantum theory. "You have to pay a price," he says. In effect, quantum naysayers like Einstein would have to swallow the spider to catch the fly. "I'm still amazed [at the experiment's outcome], I have to say."

There are still other models of nonlocal realism that the experiment does not address, including some that are indistinguishable in principle from quantum theory, writes Alain Aspect of the Institute of Optics in Palaiseau, France, the leader of the 1982 experiment, in a comment published along with the findings in this week's Nature.

"The conclusion one draws is more a question of taste than logic," Aspect says. "But I rather share the view that such … experiments … allow us to look deeper into the great mysteries of quantum mechanics."

[Dbohr]

Valeu!

Enfim, não vejo nada de misterioso ou de místico nisso. A experiência de Bell já tinha apontado nessa direção lá atrás, na década de 60. Ocorre que ainda tinha gente que insistia que o Realismo¹ ainda podia se salvar. E talvez ainda possa, pelo que leio na matéria, mas o espaço ficou bem mais apertado.

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1 - Por "Realismo", claro, quero dizer o "realismo quântico", a noção determinista defendida por Einstein e alguns outros que um objeto quântico sempre teve propriedades bem definidas, porém "escondidas". Absolutamente nada a ver, portanto, com interpretações pseudo-místicas da MQ sobre nossa percepção interferindo na realidade 

[Worf]

Desculpe, não vi seu tópico.

[SnowRaptor]

Okay, os títulos das duas matérias são exagerados, mas a matéria do Estadão está muito melhor do que a maioria das notícias relacionadas a descobertas científicas publicadas no Brasil.

Apesar de ligeiramente vago (o que pode ser entendido como uma tentativa de manter o artigo acessível a leigos), ele explica muito bem o significado dos termos envolvidos e dá até a referência para o leitor interessado. Quantas vezes você ficou interessado por detalhes de um resultado científico publicado na mídia de massa e passou por maus-bocados para conseguir mais informação (ou até ficou sem?) pois o artigo dizia "Cientistas americanos fazem experimento que desvincula a física da realidade."?

Vou tratar desse assunto em breve, num texto mais elaborado.