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Mundo quântico pode surgir de interação de mundos clássicos

Teoria radical propõe que interações entre mundos clássicos podem explicar fenômenos quânticos

Cameron Russell via flickr
41 mundos em interação poderiam dar origem à interferência quântica vista no famoso experimento da dupla fenda, que demonstrou que a luz pode se comportar tanto como onda quanto como partícula.
Por Alexandra Witze e Revista Nature

Uma nova teoria sugere que o comportamento bizarro do mundo quântico – com objetos existindo em dois locais simultaneamente e a luz se comportando tanto como ondas quanto como partículas – poderia resultar de interações entre muitos mundos “paralelos”.

“Essa é uma mudança fundamental em relação a interpretações quânticas anteriores”, declara Howard Wiseman, teórico quântico da Griffith University em Brisbane, na Austrália, que descreveu a ideia junto com seus colegas no periódico Physical Review X.

Teóricos já tentaram explicar o comportamento quântico por meio de vários modelos matemáticos. Uma das interpretações mais aintgas visualiza o mundo surgindo a partir de existência de muitos mundos quânticos simultâneos. Mas essa abordagem de “muitos mundos”, defendida pelo teórico Hugh Everett III nos anos 50, se baseia em mundos surgindo de maneira independente uns dos outros, sem qualquer interação entre si.

Em contraste, a equipe de Wiseman visualiza muitos mundos se chocando uns com os outros, chamando a abordagem de “muitos mundos em interação”. Quando isolado, cada mundo é governado pela física newtoniana clássica. Juntos, porém, o movimento de interação desses mundos dá origem a fenômenos que físicos normalmente relacionam ao mundo quântico.

Posto à prova

Os autores tentam resolver a matemática de como essa interação poderia produzir fenômenos quânticos. Um exemplo bem conhecido do comportamento quântico é partículas que conseguem tunelar através de uma barreira energética que, em um mundo clássico, não conseguiriam atravessar sozinhas. Wiseman aponta que, nesse cenário, conforme dois mundos clássicos se aproximam de uma barreira energética pelos dois lados, um deles aumenta sua velocidade enquanto o outro se choca com a barreira e recua. Dessa forma, o primeiro mundo aparecerá do outro lado de uma barreira aparentemente intransponível, assim como partículas fazem durante o tunelamento quântico.  

Os físicos descrevem vários outros exemplos de fenômenos quânticos que acreditam poder ser explicados por muitos mundos em interação. Eles calculam, por exemplo, como 41 mundos em interação poderiam dar origem à interferência quântica vista no famoso experimento da dupla fenda, que demonstrou que a luz pode se comportar tanto como onda, quanto como partícula.

Mas muito trabalho ainda é necessário. “De forma alguma respondemos todas as perguntas suscitadas por essa mudança”, alerta Wiseman. Dentre outra coisas, ele e seus colaboradores ainda precisam superar desafios como o de explicar como sua teoria de muitos mundos em interação poderia resolver o emaranhamento quântico, um fenômeno em que partículas separadas por grandes distâncias ainda ficam ligadas em termos de suas propriedades.

Abordagem Dupla

Wiseman espera poder recrutar outros pesquisadores para ajudar a enfrentar outras perguntas, como os tipos de forças necessárias para que mundos interajam entre si, e se esses mundos precisam de condições iniciais especiais para interagirem de qualquer forma. “O que me motiva é a busca por uma teoria atraente da realidade que reproduza fenômenos quânticos de maneira natural”, conta ele.

Charles Sebens, filósofo da física da University of Michigan, em Ann Arbor, declara estar empolgado com a nova abordagem. Ele desenvolveu ideias semelhantes de maneira independente, que batizou com o nome paradoxal de “Mecânica Quântica Newtoniana”. Essencialmente, ele usa uma abordagem diferente daquela aplicada pelo grupo de Wiseman, ainda que a ideia geral seja a mesma. “Eles produzem análises muito boas de fenômenos particulares, como níveis de energia fundamental e tunelamento quântico – eu discuto probabilidade e simetria com mais profundidade”, explica Sebens. “Acredito que eles fazem um ótimo trabalho apresentando essa empolgante ideia nova”. Sebens escreveu um artigo que será publicado no periódico Philosophy of Science descrevendo sua abordagem.

O próximo passo da equipe será encontrar maneiras de testar seus dados. Wiseman aponta que, se a abordagem de muitos mundos em interação for verdadeira, ela provavelmente fará previsões levemente diferentes da teoria quântica. “Nós ainda não descobrimos como seriam esses desvios, mas eu acho que seriam muito diferentes do tipo de desvios que as pessoas estão procurando atualmente”.

Este artigo foi reproduzido com permissão e foi publicado pela primeira vez em 24 de outubro de 2014..