O Mistério Quântico. Uma expedição às fronteiras da física

310 Pages·2017·3.6 MB·Portuguese

by  Andrés Cassinello

Copyright © Andrés Cassinello e José Luis Sánchez Gómez, 2012
Copyright © Editora Planeta do Brasil, 2017
Todos os direitos reservados.
Título original: La realidad cuántica
Preparação: Ana Tereza Clemente Revisão técnica: Cassio Barbosa Revisão: Eliana Rocha
Diagramação: 2 estúdio gráfico Ilustracões de miolo: Concha Gómez Acebo Capa:
Anderson Junqueira Adaptação para eBook: Hondana
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Angélica Ilacqua CRB-8/7057
Cassinello, Andrés
O mistério quântico : uma expedição às fronteiras da física / Andrés
Cassinello, José Luiz Sánches Gómez ; ilustrações de Concha Gómez-Acebo ;
tradução de Sandra Martha Dolinsky. -- São Paulo : Planeta do Brasil, 2017.
272 p.
ISBN: 978-85-422-1143-6
Título original: La realidad cuántica 1. Física quântica 2. Física I. Título II.
Sánches Gómez, José Luiz III.
Gómez-Acebo, Concha IV. Dolinsky, Sandra Martha 17-40732
17-1187 CDD: 338.9
Índices para catálogo sistemático:
1. Física quântica
2017
Todos os direitos desta edição reservados à EDITORA PLANETA DO BRASIL LTDA.
Rua Padre João Manuel, 100 – 21o andar Ed. Horsa II – Cerqueira César
01411-000 – São Paulo-SP
www.planetadelivros.com.br
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Se tivesse que dizer onde estavam minhas verdadeiras asperezas, eu
diria que ali onde era subjugado por experiências que não podia
explicar.
Até agora ninguém, nem sequer eu mesmo, conseguiu me livrar de
algo explicando-o a mim.
Elias Canetti, Uma luz em meu ouvido
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
1. O APARECIMENTO DE “Ψ” E OS SALTOS QUÂNTICOS
2. SOBREPOSIÇÃO E COLAPSO
3. MEDIR
4. ENTRELAÇAMENTO
5. DESIGUALDADE DE BELL
6. A ERA DA INFORMAÇÃO QUÂNTICA
7. CRIPTOGRAFIA
8. BREVE EXCURSÃO QUASE FILOSÓFICA
9. UNIVERSALIDADE DA TEORIA QUÂNTICA
APÊNDICES
NOTAS
Introdução
Este livro quer preencher uma lacuna: os livros modernos de
divulgação da física dedicam-se especialmente a contar casos –
quase sempre divertidos e interessantes, sem dúvida –, ou à
descrição superficial de alguns princípios, mas deixam muitos
leitores interessados com certo sentimento de insatisfação,
porque se aproximam de uma matéria, mas não a abordam
totalmente. Tratam de temas que parecem atraentes, embora
não os expliquem. O leitor adquire apenas uma vaga ideia dos
assuntos tratados, mas não conhecimento preciso ou profundo.
Pensamos que, com frequência, as pessoas recorrem a um
livro de divulgação porque não têm a bagagem matemática para
enfrentar livros mais técnicos, mas pretendem adquirir uma
ideia cabal dos temas e princípios expostos.
Neste livro pretendemos explicar os fundamentos da
mecânica quântica e suas aplicações recentes. Buscamos um
difícil equilíbrio: utilizar matemática básica, mas sem deixar de
esclarecer, em toda a sua profundidade, os temas tratados. Para
isso, selecionamos um fio condutor que resume a essência
quântica, o despimos do rigor matemático formal, substituindo-
o por ideias intuitivas, retiramos tudo que é complementar e
buscamos os casos simples e os experimentos para nos
concentrarmos em explicar o fundamental. Repudiamos tudo
aquilo que, embora importante em mecânica quântica, nos
distraia desse fio condutor, e que, além de tudo, requeira um
aparato técnico mais complexo. (Por isso não falamos, por
exemplo, do spin, grandeza quântica por excelência e muito
utilizado em outros textos para explicar os meandros quânticos.)
Preferimos nos dedicar a um só tema, que pode ser apresentado
de forma muito intuitiva – a polarização da luz – e que vai nos
conduzindo por meio do cerne quântico.
O nível de matemática foi reduzido ao mínimo, sendo ela
substituída por imagens e analogias, de modo que só se requer
matemática elementar para acompanhar o livro. Referimo-nos a
somas, produtos e potências de números inteiros. Também há a
opção de aprofundar um pouco mais com um nível de
matemática ligeiramente superior. Quando aparece “cosseno de
um ângulo”, por exemplo, apresentamos um quadro de moldura
ziguezagueada que encerra em si o material correspondente para
que os leitores versados em tais ferramentas matemáticas o
possam ler. Ao longo do livro vão se sucedendo esses quadros,
que exigem apenas um nível médio de matemática.
No “Apêndice” colocamos os desenvolvimentos mais
laboriosos, que aquilatam os detalhes do texto. Assim, os leitores
que quiserem se aprofundar ou se convencer, por si mesmos, de
alguns extremos poderão fazê-lo.
Temos que esclarecer desde o início algo importante:
ninguém entende a mecânica quântica. Mais precisamente, se
entender significa ter uma imagem clara de como funciona o
mundo subatômico, será necessário aceitar que não o
entendemos. Nossa pretensão será mais humilde. Tentaremos
explicar o que se sabe e de que maneira; mas já advertimos
aqueles que pretendem ler este livro para encontrar certezas:
elas não existem. No máximo, poderemos abrir portas para
espreitarmos mundos insuspeitados onde as coisas não são
como no mundo macroscópico; onde se pode estar entre duas
situações aparentemente incompatíveis; onde aquilo que
fazemos em um lugar pode afetar instantaneamente objetos que
se encontram longe; ou onde não se pode olhar impunemente,
porque, ao olhar, altera-se aquilo que olhamos.
As ideias explanadas neste livro são importantes porque
modificam nossa imagem do mundo. Explicá-las pode evitar
maximizações simples: é tão ruim desprezar a ciência quanto
acreditar que ela pode tudo. Há gente que pensa que a ciência