Tópico: Mecânica Quântica para leigos.

[Moro]

Oi. Vi uma parte do vídeo mas só agora achei tempo de escrever.

4- Aos 9 min f.. não entendi. A pergunta é, se colocássemos os dois detectores em frente ao buraco e fechássemos os nossos olhos? Aí ferrou tudo. As ondas não se interagem e o comportamento volta a ser o de macro-objetos, mas segundo o vídeo isso é o que a matemática prediz.. já que não estamos olhando. Mas pera lá, não podemos deixar o detector atrás dos dois medidores e simplesmente não olhar para eles ou não olhar significa sequer ver os resultados do medidor atrás dos buracos?? Aí meio que perde o sentido.

É que, com o objetivo de simplificar a descrição, eles deixaram de lado um conceito importante, mas mais complicado de explicar, que é a fase da onda. É assim,  pense no movimento dos ponteiros de um relógio. Agora se concentre na projeção do ponteiro (dos segundos, digamos) sobre o eixo horizontal. Se você plotar o gráfico dessa projeção em função do tempo, você vai ver uma curva senoidal, como de uma onda. Agora imagine esses gráficos para dois relógios perfeitamente sincronizados: as curvas são idênticas. Por outro lado, se os relógios não estiverem sincronizados, uma senoide vai estar atrasada em relação à outra. Essa diferença é a diferença de fase - numericamente ela é dada pelo ângulo entre os ponteiros desses relógios dessincronizados, se a diferença entre um e outro for de 15 segundos, a diferença de fase é de 90 graus (obviamente, no caso sincronizado a diferença de fase é zero). Pois é, esse tipo de padrão de interferência só aparece se as ondas que saem das duas fendas estiverem com uma correlação de fase. Só que se você coloca um detetor na frente da fenda, a interação da partícula com ele faz com que a fase dessa onda seja randomizada. Na hora que você destrói a correlação de fase, o padrão de interferência desaparece.

Mas ela cancela completamente a onda (colapsa, para usar o termo)? Não era de se esperar que o padrão das "stripes" no detector fosse apenas distinto?

Porque a impressão é que o detector não apenas randomiza, ele faz com que a partícula volte a se comportar como partícula e não como onda.

Não deve haver uma partícula (ok estou dando uma de quacker agora eu sei) e sim algo como um pulso e uma flutuação do campo que é o meio em que esse pulso interage, é isso? (como em 11:20 do 1o vídeo que postei)

[Rocky Joe]

Assisti o primeiro debate.

Fico muito curioso para o que o Qbism trouxe de relevante para a noção de probabilidade, e tudo dando certo e Jesus Cristo existindo um dia desses estudo isso. Mas sua ideia central me parece equivocada. Utilizando qualquer noção usual de probabilidade é absurdo, no entanto, e parece inevitável que a teoria tenha problemas por conter um 'observador' totalmente arbitrário, não definido. Por exemplo, para um observador poderia ocorrer o colapso, e para outro não, e no futuro este sistema quântico poderia ter previsões distintas: se não há o colapso, ainda pode haver interferência entre os ramos da função de onda que ainda existem.

Esta é uma prova por redução ao absurdo: como pode utilizando a mesma teoria dois observadores deduzirem resultados distintos?

Novamente, não estudei a teoria!

Não deve haver uma partícula (ok estou dando uma de quacker agora eu sei) e sim algo como um pulso e uma flutuação do campo que é o meio em que esse pulso interage, é isso? (como em 11:20 do 1o vídeo que postei)

Nesse nível, pode pensar em 'partícula' sem problemas, não perderá nada. Mesmo pensando em partículas como um conceito associado a campos*, as mesmas idéias são aplicadas e também ocorre o fenômeno do 'colapso' e o problema da medida subsequente. Como exemplo, associado há um campo podemos ter um estado que pode ter uma ou duzentas partículas, e uma medida poderia colapsar para termos um sistema com uma ou duzentas partículas 'em definitivo'.

Se eu não ajudei ignore.

* Ou seja, em uma teoria mais ampla que a mecânica quântica: teoria quântica de campos, por ex. Se podemos dizer que a partícula é algo 'que emerge' de um campo é outro debate.

[Rocky Joe]

Eu tenho vontade de estudar como estender a 'onda piloto' de de Broglie para a teoria de campos e coisas associadas. Mas já não sendo um aluno exemplar, isto talvez fosse prejudicar meu desempenho no doutorado. Ao menos inicialmente vou deixar quieto...

Assistirei o outro video depois e comentarei se achar relevante!

[Moro]

Assisti o primeiro debate.

Fico muito curioso para o que o Qbism trouxe de relevante para a noção de probabilidade, e tudo dando certo e Jesus Cristo existindo um dia desses estudo isso. Mas sua ideia central me parece equivocada. Utilizando qualquer noção usual de probabilidade é absurdo, no entanto, e parece inevitável que a teoria tenha problemas por conter um 'observador' totalmente arbitrário, não definido. Por exemplo, para um observador poderia ocorrer o colapso, e para outro não, e no futuro este sistema quântico poderia ter previsões distintas: se não há o colapso, ainda pode haver interferência entre os ramos da função de onda que ainda existem.

Não interpretei assim. Ele tem dificuldade de se expressar em inglês. O que entendi é que ele nega as interpretações estranhas (a particula está em dois lugares ao mesmo tempo) para uma proposta minimalista de que probabilidade não é sinônimo de ocorrência e só é relevante quando eu realmente me certifico onde a partícula está e assim atualizo a minha própria expectativa. Pelo que entendi, ele quis dizer que as equações atuais são fantásticas em termos de predizer diversos fenômenos úteis sem ter que estressar esses pontos limítrofes que nem seriam de grande utilidade.

Mas o QBism não seria 1000 vezes menos bizarro que a dos muito mundos, onde no final das contas um mundo é criado devido a observação?

Mais uma vez, meu entendimento é afetado pelo meu conhecimento indecente sobre o assunto.
...

Não deve haver uma partícula (ok estou dando uma de quacker agora eu sei) e sim algo como um pulso e uma flutuação do campo que é o meio em que esse pulso interage, é isso? (como em 11:20 do 1o vídeo que postei)

Nesse nível, pode pensar em 'partícula' sem problemas, não perderá nada. Mesmo pensando em partículas como um conceito associado a campos*, as mesmas idéias são aplicadas e também ocorre o fenômeno do 'colapso' e o problema da medida subsequente. Como exemplo, associado há um campo podemos ter um estado que pode ter uma ou duzentas partículas, e uma medida poderia colapsar para termos um sistema com uma ou duzentas partículas 'em definitivo'.

Se eu não ajudei ignore.

* Ou seja, em uma teoria mais ampla que a mecânica quântica: teoria quântica de campos, por ex. Se podemos dizer que a partícula é algo 'que emerge' de um campo é outro debate.

Me parece que o comportamento de partícula é um caso especial onde a regra é o comportamento de onda.

Me falta vocabulário. A onda (partícula, pulso) é emitida e começa interagir com um porrilhão (como disse o Manhatan) de outras partículas e flutuar de acordo com equações de probabilidade (o mar de probabilidades).

Não se sabe muito do movimento da partícula (onda, pulso) apenas que se emitida com determinada energia e em determinado meio ela terá uma probabilidade X de estar em um lugar, Y em outra e assim por diante.

Nesse sentido, se mudarmos o meio deveria haver uma mudança no mar de probabilidades? Aí faria mais sentido.

obs: não vale rir

[Dr. Manhattan]

Oi. Vi uma parte do vídeo mas só agora achei tempo de escrever.

4- Aos 9 min f.. não entendi. A pergunta é, se colocássemos os dois detectores em frente ao buraco e fechássemos os nossos olhos? Aí ferrou tudo. As ondas não se interagem e o comportamento volta a ser o de macro-objetos, mas segundo o vídeo isso é o que a matemática prediz.. já que não estamos olhando. Mas pera lá, não podemos deixar o detector atrás dos dois medidores e simplesmente não olhar para eles ou não olhar significa sequer ver os resultados do medidor atrás dos buracos?? Aí meio que perde o sentido.

É que, com o objetivo de simplificar a descrição, eles deixaram de lado um conceito importante, mas mais complicado de explicar, que é a fase da onda. É assim,  pense no movimento dos ponteiros de um relógio. Agora se concentre na projeção do ponteiro (dos segundos, digamos) sobre o eixo horizontal. Se você plotar o gráfico dessa projeção em função do tempo, você vai ver uma curva senoidal, como de uma onda. Agora imagine esses gráficos para dois relógios perfeitamente sincronizados: as curvas são idênticas. Por outro lado, se os relógios não estiverem sincronizados, uma senoide vai estar atrasada em relação à outra. Essa diferença é a diferença de fase - numericamente ela é dada pelo ângulo entre os ponteiros desses relógios dessincronizados, se a diferença entre um e outro for de 15 segundos, a diferença de fase é de 90 graus (obviamente, no caso sincronizado a diferença de fase é zero). Pois é, esse tipo de padrão de interferência só aparece se as ondas que saem das duas fendas estiverem com uma correlação de fase. Só que se você coloca um detetor na frente da fenda, a interação da partícula com ele faz com que a fase dessa onda seja randomizada. Na hora que você destrói a correlação de fase, o padrão de interferência desaparece.

Mas ela cancela completamente a onda (colapsa, para usar o termo)? Não era de se esperar que o padrão das "stripes" no detector fosse apenas distinto?

Porque a impressão é que o detector não apenas randomiza, ele faz com que a partícula volte a se comportar como partícula e não como onda.

Não deve haver uma partícula (ok estou dando uma de quacker agora eu sei) e sim algo como um pulso e uma flutuação do campo que é o meio em que esse pulso interage, é isso? (como em 11:20 do 1o vídeo que postei)

É possível provar que essa randomização faz com que o resultado se torne idêntico ao de uma partícula clássica. Na verdade, para quem mexe com dispositivos eletrônicos em escala nano esse efeito é rotineiro. Costuma-se descrever a passagem de corrente elétrica em um dispositivo nanométrico como ocorrendo em dois "regimes": o chamado regime balístico e o regime difusivo. No primeiro caso os elétrons viajam grandes distâncias entre uma colisão e outra, grosso-modo - grandes em comparação com as dimensões do dispositivo, daí que existe coerência de fase e efeitos de interferência quântica podem ser observados [1]. No regime difusivo a distância entre colisões é bem menor que a escala de comprimento do dispositivos, daí que a corrente se manifesta de forma semelhante a um gás se difundindo em um meio, o que resulta que efeitos quânticos não ficam evidentes.



Só que você tem razão num ponto: é possível ter um resultado para a dupla fenda que fique numa espécie de meio-termo entre o de partículas e ondas. Atenção: não estou afirmando que exista um híbrido onda/partícula ou comportamento clássico/quântico! Trata-se de um artefato do experimento. Para entender isso, podemos imaginar que cada "detetor" seja substituído por uma caixa contendo um gás bem rarefeito. Dessa maneira a partícula, ao passar da fenda, vai ter uma chance de interagir e ficar emaranhada com as moléculas do gás, mas também pode passar sem interagir, mantendo a coerência de fase. No final das contas, se você fizer um gráfico da distribuição de partículas no anteparo, o que vai aparecer são os picos do padrão de interferência, mas sobreposto a eles vai ter um "background" semelhante à distribuição clássica. Quando digo que isso se trata de um artefato do experimento é porque ele é proposto de tal forma que hora ele vai gerar comportamento de onda, hora de partícula, dependendo se a partícula interagiu ou não com o gás. Cada entidade se comportou individualmente ou como onda ou como partícula.[2]

Você pode usar a descrição da Teoria Quântica de Campos e tratar o elétron como uma excitação do campo. Só que isso não se traduz necessariamente num elétron como um pulso localizado: essa excitação pode estar "distribuída" pelo espaço. Mas ainda existe uma outra complicação. Essa complicação foi apontada logo no início da MQ por um tal de A. Einsthein (ou seria Einsestein? É difícil lembrar o nome de pessoas obscuras): a onda é uma entidade contínua, que se "espalha" pelo espaço. Então, como conciliar isso com o simples fato de que o anteparo faz uma detecção localizada? Quem "informou" o "resto" da onda que a entidade já havia sido detectada e que nenhuma outra detecção deveria ocorrer? Creio que essa é uma questão que a Interpretação de Muitos Mundos responde bem.

Tem uma proposta recente acerca disso que achei bastante interessante. É o rascunho de uma nova formulação da MQ [3] que envolve Muitos Mundos, sendo que cada mundo paralelo interage com seus "vizinhos", e isso é o que causa o comportamento quântico. O artigo é de outubro e é discutido no blog do Sean Carrol. Esse texto do blog também cita um artigo que também discute isso:
http://arxiv.org/abs/1403.0014





[1] Um exemplo é o chamado quantum point contact.

[2] A propósito, não gosto dessa nomenclatura: "se comportou como partícula ou como onda." A função de onda da MQ é menos parecida com uma onda com a qual estamos habituados do que se pensa. Mas isso é uma cisma pessoal que não é relevante para a explicação.

[3] Sendo cuidadoso com as palavras: é formulação, não interpretação.

[Rocky Joe]

Me parece que o comportamento de partícula é um caso especial onde a regra é o comportamento de onda.

Me falta vocabulário. A onda (partícula, pulso) é emitida e começa interagir com um porrilhão (como disse o Manhatan) de outras partículas e flutuar de acordo com equações de probabilidade (o mar de probabilidades).

Não se sabe muito do movimento da partícula (onda, pulso) apenas que se emitida com determinada energia e em determinado meio ela terá uma probabilidade X de estar em um lugar, Y em outra e assim por diante.

Nesse sentido, se mudarmos o meio deveria haver uma mudança no mar de probabilidades? Aí faria mais sentido.

Falta vocabulário aos físicos também. Quando dizemos "a partícula" fora do contexto usado aqui normalmente queremos dizer "essa coisa que se comporta às vezes como partícula às vezes como onda" (e como vemos isso depende de qual 'interpretação' é utilizada). "Campo" é outra coisa - eu quis comentar que, para entender o problema da mecânica quântica, você pode ignorar esses campos.

E sim, se mudarmos o meio, há uma mudança nas probabilidades de se detectar uma partícula. Por exemplo, se mudarmos de duas fendas para três fendas no experimento citado no video.

Não interpretei assim. Ele tem dificuldade de se expressar em inglês. O que entendi é que ele nega as interpretações estranhas (a particula está em dois lugares ao mesmo tempo) para uma proposta minimalista de que probabilidade não é sinônimo de ocorrência e só é relevante quando eu realmente me certifico onde a partícula está e assim atualizo a minha própria expectativa. Pelo que entendi, ele quis dizer que as equações atuais são fantásticas em termos de predizer diversos fenômenos úteis sem ter que estressar esses pontos limítrofes que nem seriam de grande utilidade.

O problema para mim ainda está que tal ideia depende do observador, e a função de onda - o que ele está dizendo que 'se atualiza' de acordo com sua informação, para 'colapsar' - tem efeitos que não dependem do observador, por mais que estes não possam ser verificados na prática (os tais 'casos limítrofes'). Agora que me lembro, o Sean Carroll chamou essa interpretação de 'solipsismo quântico', e agora entendi porquê: ela faz sentido se você achar que só você existe.

Às vezes ele só se explicou mal. Foi dado pouco tempo a ele e, como você disse, ele não tem facilidade com inglês. (Paguem um tradutor simultâneo! Abram as carteiras! )

[Moro]

Oi. Vi uma parte do vídeo mas só agora achei tempo de escrever.

4- Aos 9 min f.. não entendi. A pergunta é, se colocássemos os dois detectores em frente ao buraco e fechássemos os nossos olhos? Aí ferrou tudo. As ondas não se interagem e o comportamento volta a ser o de macro-objetos, mas segundo o vídeo isso é o que a matemática prediz.. já que não estamos olhando. Mas pera lá, não podemos deixar o detector atrás dos dois medidores e simplesmente não olhar para eles ou não olhar significa sequer ver os resultados do medidor atrás dos buracos?? Aí meio que perde o sentido.

É que, com o objetivo de simplificar a descrição, eles deixaram de lado um conceito importante, mas mais complicado de explicar, que é a fase da onda. É assim,  pense no movimento dos ponteiros de um relógio. Agora se concentre na projeção do ponteiro (dos segundos, digamos) sobre o eixo horizontal. Se você plotar o gráfico dessa projeção em função do tempo, você vai ver uma curva senoidal, como de uma onda. Agora imagine esses gráficos para dois relógios perfeitamente sincronizados: as curvas são idênticas. Por outro lado, se os relógios não estiverem sincronizados, uma senoide vai estar atrasada em relação à outra. Essa diferença é a diferença de fase - numericamente ela é dada pelo ângulo entre os ponteiros desses relógios dessincronizados, se a diferença entre um e outro for de 15 segundos, a diferença de fase é de 90 graus (obviamente, no caso sincronizado a diferença de fase é zero). Pois é, esse tipo de padrão de interferência só aparece se as ondas que saem das duas fendas estiverem com uma correlação de fase. Só que se você coloca um detetor na frente da fenda, a interação da partícula com ele faz com que a fase dessa onda seja randomizada. Na hora que você destrói a correlação de fase, o padrão de interferência desaparece.

Mas ela cancela completamente a onda (colapsa, para usar o termo)? Não era de se esperar que o padrão das "stripes" no detector fosse apenas distinto?

Porque a impressão é que o detector não apenas randomiza, ele faz com que a partícula volte a se comportar como partícula e não como onda.

Não deve haver uma partícula (ok estou dando uma de quacker agora eu sei) e sim algo como um pulso e uma flutuação do campo que é o meio em que esse pulso interage, é isso? (como em 11:20 do 1o vídeo que postei)

É possível provar que essa randomização faz com que o resultado se torne idêntico ao de uma partícula clássica. Na verdade, para quem mexe com dispositivos eletrônicos em escala nano esse efeito é rotineiro. Costuma-se descrever a passagem de corrente elétrica em um dispositivo nanométrico como ocorrendo em dois "regimes": o chamado regime balístico e o regime difusivo. No primeiro caso os elétrons viajam grandes distâncias entre uma colisão e outra, grosso-modo - grandes em comparação com as dimensões do dispositivo, daí que existe coerência de fase e efeitos de interferência quântica podem ser observados [1]. No regime difusivo a distância entre colisões é bem menor que a escala de comprimento do dispositivos, daí que a corrente se manifesta de forma semelhante a um gás se difundindo em um meio, o que resulta que efeitos quânticos não ficam evidentes.



Só que você tem razão num ponto: é possível ter um resultado para a dupla fenda que fique numa espécie de meio-termo entre o de partículas e ondas. Atenção: não estou afirmando que exista um híbrido onda/partícula ou comportamento clássico/quântico! Trata-se de um artefato do experimento. Para entender isso, podemos imaginar que cada "detetor" seja substituído por uma caixa contendo um gás bem rarefeito. Dessa maneira a partícula, ao passar da fenda, vai ter uma chance de interagir e ficar emaranhada com as moléculas do gás, mas também pode passar sem interagir, mantendo a coerência de fase. No final das contas, se você fizer um gráfico da distribuição de partículas no anteparo, o que vai aparecer são os picos do padrão de interferência, mas sobreposto a eles vai ter um "background" semelhante à distribuição clássica. Quando digo que isso se trata de um artefato do experimento é porque ele é proposto de tal forma que hora ele vai gerar comportamento de onda, hora de partícula, dependendo se a partícula interagiu ou não com o gás. Cada entidade se comportou individualmente ou como onda ou como partícula.[2]

Você pode usar a descrição da Teoria Quântica de Campos e tratar o elétron como uma excitação do campo. Só que isso não se traduz necessariamente num elétron como um pulso localizado: essa excitação pode estar "distribuída" pelo espaço. Mas ainda existe uma outra complicação. Essa complicação foi apontada logo no início da MQ por um tal de A. Einsthein (ou seria Einsestein? É difícil lembrar o nome de pessoas obscuras): a onda é uma entidade contínua, que se "espalha" pelo espaço. Então, como conciliar isso com o simples fato de que o anteparo faz uma detecção localizada? Quem "informou" o "resto" da onda que a entidade já havia sido detectada e que nenhuma outra detecção deveria ocorrer? Creio que essa é uma questão que a Interpretação de Muitos Mundos responde bem.

Tem uma proposta recente acerca disso que achei bastante interessante. É o rascunho de uma nova formulação da MQ [3] que envolve Muitos Mundos, sendo que cada mundo paralelo interage com seus "vizinhos", e isso é o que causa o comportamento quântico. O artigo é de outubro e é discutido no blog do Sean Carrol. Esse texto do blog também cita um artigo que também discute isso:
http://arxiv.org/abs/1403.0014





[1] Um exemplo é o chamado quantum point contact.

[2] A propósito, não gosto dessa nomenclatura: "se comportou como partícula ou como onda." A função de onda da MQ é menos parecida com uma onda com a qual estamos habituados do que se pensa. Mas isso é uma cisma pessoal que não é relevante para a explicação.

[3] Sendo cuidadoso com as palavras: é formulação, não interpretação.

Legal!

então se fosse possível enviar uma partícula por um meio vazio (sim completamente vazio, um hiper vácuo) você diria que as stripes iriam espelhar exatamente o que se espera de um comportamento de partículas?

[Dr. Manhattan]

Não, eu esperaria que elas espelhassem ondas. Note que os experimentos que mostram difração e interferência de partículas costumam ser feitos no vácuo. Agora, porque ondas?, aí vai depender da interpretação que você escolher. Sugiro você dar uma olhada na Fig. 1 do artigo que citei, ela é bem informativa.

[Moro]

Me parece que o comportamento de partícula é um caso especial onde a regra é o comportamento de onda.

Me falta vocabulário. A onda (partícula, pulso) é emitida e começa interagir com um porrilhão (como disse o Manhatan) de outras partículas e flutuar de acordo com equações de probabilidade (o mar de probabilidades).

Não se sabe muito do movimento da partícula (onda, pulso) apenas que se emitida com determinada energia e em determinado meio ela terá uma probabilidade X de estar em um lugar, Y em outra e assim por diante.

Nesse sentido, se mudarmos o meio deveria haver uma mudança no mar de probabilidades? Aí faria mais sentido.

Falta vocabulário aos físicos também. Quando dizemos "a partícula" fora do contexto usado aqui normalmente queremos dizer "essa coisa que se comporta às vezes como partícula às vezes como onda" (e como vemos isso depende de qual 'interpretação' é utilizada). "Campo" é outra coisa - eu quis comentar que, para entender o problema da mecânica quântica, você pode ignorar esses campos.

E sim, se mudarmos o meio, há uma mudança nas probabilidades de se detectar uma partícula. Por exemplo, se mudarmos de duas fendas para três fendas no experimento citado no video.

Quando disse mudar o meio, quis mais dizer algo que mudasse de maneira relevante o número e/ou excitação do porrilhões de partículas que a nossa "aquilo" irá interagir.. Algo como o som se propagando no ar ou na agua.. alias ele não se propaga no vácuo

Não interpretei assim. Ele tem dificuldade de se expressar em inglês. O que entendi é que ele nega as interpretações estranhas (a particula está em dois lugares ao mesmo tempo) para uma proposta minimalista de que probabilidade não é sinônimo de ocorrência e só é relevante quando eu realmente me certifico onde a partícula está e assim atualizo a minha própria expectativa. Pelo que entendi, ele quis dizer que as equações atuais são fantásticas em termos de predizer diversos fenômenos úteis sem ter que estressar esses pontos limítrofes que nem seriam de grande utilidade.

O problema para mim ainda está que tal ideia depende do observador, e a função de onda - o que ele está dizendo que 'se atualiza' de acordo com sua informação, para 'colapsar' - tem efeitos que não dependem do observador, por mais que estes não possam ser verificados na prática (os tais 'casos limítrofes'). Agora que me lembro, o Sean Carroll chamou essa interpretação de 'solipsismo quântico', e agora entendi porquê: ela faz sentido se você achar que só você existe.

Às vezes ele só se explicou mal. Foi dado pouco tempo a ele e, como você disse, ele não tem facilidade com inglês. (Paguem um tradutor simultâneo! Abram as carteiras! )

Mas o colapso de onda não ocorre mesmo? Quando você sabe onde está uma partícula, você pode atualizar a posição dela e portanto prever novamente, com base na nova informação, uma nova função,  que se colapsará e assim por diante. Essa é a parte que pensei que entendia.

[Rocky Joe]

Mas o colapso de onda não ocorre mesmo? Quando você sabe onde está uma partícula, você pode atualizar a posição dela e portanto prever novamente, com base na nova informação, uma nova função,  que se colapsará e assim por diante. Essa é a parte que pensei que entendia.

Não há prova experimental que o colapso de onda ocorra. De fato, interpretações como a de Bohm e a de muitos mundos, a função de onda nunca colapsa. Se houvesse como verificar experimentalmente a ocorrência do colapso, saberíamos quando ele ocorre: por exemplo, se precisamos de um ser consciente (nós?) para o colapso ou apenas um aparato de medida!

Na prática, no entanto, os efeitos de interferência - os efeitos típicos ondulatórios, que ocorrem se não há colapso - são desprezíveis na escala que vivemos e não podemos detectá-los quando consideramos objetos muito grandes, o que você pode conferir percebendo que a cadeira em que você está talvez sentado agora não está se propagando como onda por aí, permitindo que você não caia.

Para muitas interpretações fazerem sentido, no entanto, você tem que postular o colapso, por mais que ele não seja verificado experimentalmente. É o caso da interpretação pragmática encontrada em livros textos.

Estou febril, espero que tenha feito sentido...

[Moro]

Obrigado!

Eu interpretava o colapso da função simplesmente como o imput de novos parâmetros na função devido à observação da posição de fato "daquilo".

[Rocky Joe]

Na interpretação usual, é isso. Mas como outras interpretações interpretam a função de onda de forma diferente - como representando muitos mundos, ou guiando uma partícula (Bohm) -, não há necessidade de um 'colapso' nessas interpretações.

[Moro]

Não, eu esperaria que elas espelhassem ondas. Note que os experimentos que mostram difração e interferência de partículas costumam ser feitos no vácuo. Agora, porque ondas?, aí vai depender da interpretação que você escolher. Sugiro você dar uma olhada na Fig. 1 do artigo que citei, ela é bem informativa.

Se você espera que espelhassem ondas, eu vejo três únicas possibilidades levando em consideração o experimento que envia as partículas individualmente no vácuo:
1- Não são partículas, são ondas.
2- O movimento das partículas é que são erráticos (como previsto nas equações)
3- Não é possível enviar apenas uma partícula de cada vez

[Moro]

Na interpretação usual, é isso. Mas como outras interpretações interpretam a função de onda de forma diferente - como representando muitos mundos, ou guiando uma partícula (Bohm) -, não há necessidade de um 'colapso' nessas interpretações.

sendo o colapso algo tão singelo, mesmo assim você prefere a de muitos mundos?

[Rocky Joe]

Pessoalmente, acho que todas estão erradas. Todas tem alguns problemas, ou pontos que acho que não dão uma imagem clara do mundo, coisas que outras teorias físicas - relatividade geral, mecânica clássica, etc - fazem.

Mas acredito que a teoria 'certa' não teria colapso, nem 'observadores'.

[Dr. Manhattan]

Não, eu esperaria que elas espelhassem ondas. Note que os experimentos que mostram difração e interferência de partículas costumam ser feitos no vácuo. Agora, porque ondas?, aí vai depender da interpretação que você escolher. Sugiro você dar uma olhada na Fig. 1 do artigo que citei, ela é bem informativa.

Se você espera que espelhassem ondas, eu vejo três únicas possibilidades levando em consideração o experimento que envia as partículas individualmente no vácuo:
1- Não são partículas, são ondas.
2- O movimento das partículas é que são erráticos (como previsto nas equações)
3- Não é possível enviar apenas uma partícula de cada vez

Alguns posts atrás eu mencionei de passagem que a onda descrita pela Eq. de Schroedinger não exatamente como uma onda usual. Deixa eu tentar esclarecer um pouco isso: considerando inicialmente o caso de uma partícula apenas, calculando-se a amplitude (ao quadrado) dessa função de onda, podemos determinar a densidade de probabilidade para se encontrar a partícula. No caso de uma onda mecânica usual, como a de uma corda de piano podemos ter a seguinte situação:



Perceba que nessa figura, vai sempre haver um instante em que a corda está completamente reta. Só que isso não pode acontecer no caso da função de onda da partícula! Isso porque nesse caso a probabilidade da partícula ser encontrada em qualquer lugar seria zero. Só que esse problema não existe porque a função de onda é sempre uma função complexa, com parte real e imaginária (pelo menos na dependência temporal). O que se usa é o quadrado do módulo dessa função, que nunca se anula. Ou seja, você não pode tratar a onda de um elétron, por exemplo, em pé de igualdade com, digamos, uma onda sonora, que é descrita por uma função real.

Essa é uma distinção. Mas tem outra, que faz uma enorme diferença: a função de onda da MQ não se propaga no espaço real! Ela "viaja" no chamado Espaço de Configurações (EC). Vamos considerar um sistema que consiste de uma reta e 3 massas pontuais. Essas massas, nesse exemplo, podem passar umas pelas outras sem problemas. Daí que se eu quiser descrever uma configuração qualquer dessas massas eu tenho de especificar as posições de cada uma nessa reta: x1, x2 e x3. Uma forma alternativa de descrever essas configurações é tratar cada posição como correspondendo a uma coordenada (ou seja, eixos x1, x2 e x3) de maneira que cada configuração corresponde a um ponto num espaço de 3 dimensões. Esse é o espaço de configurações de sistema. No caso de apenas uma partícula no espaço, o EC se confunde com o nosso espaço real. Porém, para um sistema de N partículas em 3 dimensões, o EC é um espaço de 3N dimensões. É nesse espaço que a função de onda desse sistema se "propaga".

Sobre o seu ponto 2, saiba que existe uma interpretação da MQ que afirma que ela pode ser descrita como a Mecânica Clássica + movimento aleatório intrínseco. Não sou familiarizado com essa interpretação, mas me pergunto como ela é capaz de lidar com efeitos como o emaranhamento.

Sobre o ponto 3: podemos até ter alguma incerteza sobre o número de partículas emitidas em um dado experimento, mas sei que essa incerteza não seria forte o suficiente para ser capaz de explicar o padrão de interferência.

[Dr. Manhattan]

Na interpretação usual, é isso. Mas como outras interpretações interpretam a função de onda de forma diferente - como representando muitos mundos, ou guiando uma partícula (Bohm) -, não há necessidade de um 'colapso' nessas interpretações.

sendo o colapso algo tão singelo, mesmo assim você prefere a de muitos mundos?

Concordo com o post acima do Rocky Joe, mas queria acrescentar que esse colapso seria tudo menos singelo. Por exemplo, poderíamos ter uma situação em que a presença de um detector em um certo ponto provocaria o colapso da função de onda em outro ponto distante. No caso da experiência de interferência, se eu ligo o emissor de partículas e coloco o detector na fenda B, por exemplo, se depois de um certo tempo ele não detectar uma partícula, eu saberia que esta passou pela fenda A e se eu pudesse repetir essa "detecção" várias vezes, não haveria franjas de interferência [1]. Ou seja, uma interação com a onda aqui, causaria um colapso imediato lá. Sem falar que o próprio processo de colapso é mal definido.


[1] Na verdade esse efeito fica mais claro e inequívoco no caso de um outro tipo de experimento, conhecido como Experiência de Stern-Gerlach, mas eu não queria perder tempo descrevendo esse setup.

[Moro]

Mas pelo que entendi do debate esses colapsos remotos são previstos mas não confirmados isso é correto?

[Moro]

outro ponto, como podem afirmar que duas partículas ficam emaranhadas e a informação entre ela é instantânea mesmo se as partículas estivessem a bilhões de quilômetros uma da outra?

[Gigaview]

Have We Been Interpreting Quantum Mechanics Wrong This Whole Time?


<a href="https://www.youtube.com/v/1-_IRbu1gAo" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/1-_IRbu1gAo</a>

<a href="https://www.youtube.com/v/fnUBaBdl0Aw" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/fnUBaBdl0Aw</a>

A Quantum Drop

When a droplet bounces along the surface of a liquid toward a pair of openings in a barrier, it passes randomly through one opening or the other while its “pilot wave,” or the ripples on the liquid’s surface, passes through both. After many repeat runs, a quantum-like interference pattern appears in the distribution of droplet trajectories.




Now at last, pilot-wave theory may be experiencing a minor comeback — at least, among fluid dynamicists. “I wish that the people who were developing quantum mechanics at the beginning of last century had access to these experiments,” Milewski said. “Because then the whole history of quantum mechanics might be different.”

The experiments began a decade ago, when Yves Couder and colleagues at Paris Diderot University discovered that vibrating a silicon oil bath up and down at a particular frequency can induce a droplet to bounce along the surface. The droplet’s path, they found, was guided by the slanted contours of the liquid’s surface generated from the droplet’s own bounces — a mutual particle-wave interaction analogous to de Broglie’s pilot-wave concept.

In a groundbreaking experiment, the Paris researchers used the droplet setup to demonstrate single- and double-slit interference. They discovered that when a droplet bounces toward a pair of openings in a damlike barrier, it passes through only one slit or the other, while the pilot wave passes through both. Repeated trials show that the overlapping wavefronts of the pilot wave steer the droplets to certain places and never to locations in between — an apparent replication of the interference pattern in the quantum double-slit experiment that Feynman described as “impossible … to explain in any classical way.” And just as measuring the trajectories of particles seems to “collapse” their simultaneous realities, disturbing the pilot wave in the bouncing-droplet experiment destroys the interference pattern.

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Droplets can also seem to “tunnel” through barriers, orbit each other in stable “bound states,” and exhibit properties analogous to quantum spin and electromagnetic attraction. When confined to circular areas called corrals, they form concentric rings analogous to the standing waves generated by electrons in quantum corrals. They even annihilate with subsurface bubbles, an effect reminiscent of the mutual destruction of matter and antimatter particles.

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In each test, the droplet wends a chaotic path that, over time, builds up the same statistical distribution in the fluid system as that expected of particles at the quantum scale. But rather than resulting from indefiniteness or a lack of reality, these quantum-like effects are driven, according to the researchers, by “path memory.”Every bounce of the droplet leaves a mark in the form of ripples, and these ripples chaotically but deterministically influence the droplet’s future bounces and lead to quantum-like statistical outcomes. The more path memory a given fluid exhibits — that is, the less its ripples dissipate — the crisper and more quantum-like the statistics become. “Memory generates chaos, which we need to get the right probabilities,” Couder explained. “We see path memory clearly in our system. It doesn’t necessarily mean it exists in quantum objects, it just suggests it would be possible.”

The quantum statistics are apparent even when the droplets are subjected to external forces. In one recent test, Couder and his colleagues placed a magnet at the center of their oil bath and observed a magnetic ferrofluid droplet. Like an electron occupying fixed energy levels around a nucleus, the bouncing droplet adopted a discrete set of stable orbits around the magnet, each characterized by a set energy level and angular momentum. The “quantization” of these properties into discrete packets is usually understood as a defining feature of the quantum realm.

As a droplet wends a chaotic path around the liquid’s surface, it gradually builds up quantum-like statistics.  Harris et al., PRL (2013)
If space and time behave like a superfluid, or a fluid that experiences no dissipation at all, then path memory could conceivably give rise to the strange quantum phenomenon of entanglement — what Einstein referred to as “spooky action at a distance.” When two particles become entangled, a measurement of the state of one instantly affects that of the other. The entanglement holds even if the two particles are light-years apart.

In standard quantum mechanics, the effect is rationalized as the instantaneous collapse of the particles’ joint probability wave. But in the pilot-wave version of events, an interaction between two particles in a superfluid universe sets them on paths that stay correlated forever because the interaction permanently affects the contours of the superfluid. “As the particles move along, they feel the wave field generated by them in the past and all other particles in the past,” Bush explained. In other words, the ubiquity of the pilot wave “provides a mechanism for accounting for these nonlocal correlations.” Yet an experimental test of droplet entanglement remains a distant goal.

Subatomic Realities

Many of the fluid dynamicists involved in or familiar with the new research have become convinced that there is a classical, fluid explanation of quantum mechanics. “I think it’s all too much of a coincidence,” said Bush, who led a June workshop on the topic in Rio de Janeiro and is writing a review paper on the experiments for the Annual Review of Fluid Mechanics.

Quantum physicists tend to consider the findings less significant. After all, the fluid research does not provide direct evidence that pilot waves propel particles at the quantum scale. And a surprising analogy between electrons and oil droplets does not yield new and better calculations. “Personally, I think it has little to do with quantum mechanics,” said Gerard ’t Hooft, a Nobel Prize-winning particle physicist at Utrecht University in the Netherlands. He believes quantum theory is incomplete but dislikes pilot-wave theory.

Many working quantum physicists question the value of rebuilding their highly successful Standard Model from scratch. “I think the experiments are very clever and mind-expanding,” said Frank Wilczek, a professor of physics at MIT and a Nobel laureate, “but they take you only a few steps along what would have to be a very long road, going from a hypothetical classical underlying theory to the successful use of quantum mechanics as we know it.”

“This really is a very striking and visible manifestation of the pilot-wave phenomenon,” Lloyd said. “It’s mind-blowing — but it’s not going to replace actual quantum mechanics anytime soon.”

In its current, immature state, the pilot-wave formulation of quantum mechanics only describes simple interactions between matter and electromagnetic fields, according toDavid Wallace, a philosopher of physics at the University of Oxford in England, and cannot even capture the physics of an ordinary light bulb. “It is not by itself capable of representing very much physics,” Wallace said. “In my own view, this is the most severe problem for the theory, though, to be fair, it remains an active research area.”

Pilot-wave theory has the reputation of being more cumbersome than standard quantum mechanics. Some researchers said that the theory has trouble dealing with identical particles, and that it becomes unwieldy when describing multiparticle interactions. They also claimed that it combines less elegantly with special relativity. But other specialists in quantum mechanics disagreed or said the approach is simply under-researched. It may just be a matter of effort to recast the predictions of quantum mechanics in the pilot-wave language, said Anthony Leggett, a professor of physics at the University of Illinois, Urbana-Champaign, and a Nobel laureate. “Whether one thinks this is worth a lot of time and effort is a matter of personal taste,” he added. “Personally, I don’t.”

On the other hand, as Bohm argued in his 1952 paper, an alternative formulation of quantum mechanics might make the same predictions as the standard version at the quantum scale, but differ when it comes to smaller scales of nature. In the search for a unified theory of physics at all scales, “we could easily be kept on the wrong track for a long time by restricting ourselves to the usual interpretation of quantum theory,” Bohm wrote.

Some enthusiasts think the fluid approach could indeed be the key to resolving the long-standing conflict between quantum mechanics and Einstein’s theory of gravity, which clash at infinitesimal scales.

“The possibility exists that we can look for a unified theory of the Standard Model and gravity in terms of an underlying, superfluid substrate of reality,” said Ross Anderson, a computer scientist and mathematician at the University of Cambridge in England, and the co-author of a recent paper on the fluid-quantum analogy. In the future, Anderson and his collaborators plan to study the behavior of “rotons” (particle-like excitations) in superfluid helium as an even closer analog of this possible “superfluid model of reality.”

But at present, these connections with quantum gravity are speculative, and for young researchers, risky ideas. Bush, Couder and the other fluid dynamicists hope that their demonstrations of a growing number of quantum-like phenomena will make a deterministic, fluid picture of quantum mechanics increasingly convincing.

“With physicists it’s such a controversial thing, and people are pretty noncommittal at this stage,” Bush said. “We’re just forging ahead, and time will tell. The truth wins out in the end.”

http://www.wired.com/2014/06/the-new-quantum-reality/

[Moro]

muito legal Giga 

Vi os vídeos (outros sobre pilot wave) e para mim fez muito sentido, até porque pela primeira vez deu para ter uma analogia clara sobre o que acontece no experimento da dupla fenda.

Enquanto eu lia, eu tinha em mente.. ok, a gota é o análogo à partícula e o fluído seria análogo a que? Ao mar de probabilidades?

Até chegar aqui

If space and time behave like a superfluid, or a fluid that experiences no dissipation at all

que me parece ser a grande questão da teoria, o que é esse superfluído? Vamos voltar ao éter?

Achei bem elucidativo. Os físicos quânticos parecem que não gostaram muito.


Mas de verdade me dói a maneira como eles se comunicam ("quando você olha a realidade muda, se você observar depois que a partícula passou das fendas ele muda o comportamento passado, o que dá vazão a idéias de viagens no tempo blabla") e como já vimos aqui a coisa é bem menos sexy. Talvez esse buzz da física quântica esteja fazendo alguns físicos ficarem ricos (ou famosos)

Vamos ver as cenas do próximo capítulo

[Moro]

Bom, não devo ser a primeira pessoa a ter notado, mas essa explicação casa muito bem com a explicação dos mecanismos da gravidade dadas por Einstein.

[Gigaview]

que me parece ser a grande questão da teoria, o que é esse superfluído? Vamos voltar ao éter?

Quase lá...

http://www.scientificamerican.com/article/superfluid-spacetime-relativity-quantum-physics/

[Gigaview]

Essa explicação é uma navalhada de Occan na Física Quântica e ainda abre caminho para a unificação de tudo.

Acho que a teoria mais aceita da mecânica quântica tem valor porque ela funciona, pode ser testada etc e tal, mas ela é como a física newtoniana tentando explicar fenômenos relativísticos. Acho que mistério está na natureza do espaço-tempo, "meio" onde as coisas acontecem, como você disse.

[Moro]

“The possibility that spacetime as we know it emerges from something that violates relativity is a fairly radical one,” Jacobson says. It does, however, clear a potential pathway toward rectifying some of the problems that arise when trying to combine relativity and quantum mechanics. “Violating relativity would open up the possibility of eliminating infinite quantities that arise in present theory and which seem to some unlikely to be physically correct.”

Mas parece que estão tendo dificuldades em detectar o superfluido, apesar de a hipótese para a checagem já existir.