"ENGANANDO" O PRINCÍPIO DA INCERTEZA


Os cientistas do Instituto Niels Bohr (NBI, na siga em inglês), da Universidade de Copenhague, têm sido fundamentais para desenvolver uma resposta "prática" para um desafio intrinsecamente ligado a um princípio muito fundamental da física quântica: o Princípio da incerteza de Heisenberg. Os pesquisadores da NBI usaram luz laser para ligar átomos de césio e uma membrana vibratória. A pesquisa, o primeiro de seu tipo, aponta para sensores capazes de medir o movimento com precisão inédita.
Nossas vidas são repletas de sensores que reúnem todo tipo de informações - e alguns sensores estão integrados em nossos celulares, que, por exemplo, nos permitem medir as distâncias que cobrimos quando caminhamos - e, assim, também calculamos quantas calorias queimamos graças ao exercício. E isso para a maioria das pessoas parece bastante comum.
No entanto, ao medir estruturas de átomos ou emissões de luz a nível quântico por meio de microscópios avançados ou outras formas de equipamento especial, as coisas ficam um pouco mais complicadas devido a um problema que durante a década de 1920 teve toda a atenção de Niels Bohr, bem como Werner Heisenberg. E este problema - o que tem a ver com o fato de que as precisões de uma medida inevitavelmente danificam outras medidas realizadas no nível quântico - é descrito como o Princípio da Incerteza de Heisenberg.
Em um relatório científico publicado na edição desta semana da Nature, pesquisadores do NBI, com base em uma série de experiências, demonstram que o Princípio de Incerteza de Heisenberg até certo ponto pode ser neutralizado. Isso nunca foi mostrado antes, e os resultados podem desencadear o desenvolvimento de novos equipamentos de medição e sensores novos e melhores.
O professor Eugene Polzik, chefe da Quantum Optics (QUANTOP) do Niels Bohr Institute, encarregou-se da pesquisa - que incluiu a construção de uma membrana vibratória e uma nuvem atômica trancada em uma pequena gaiola de vidro.
O Princípio de Incerteza de Heisenberg basicamente diz que você não pode simultaneamente saber a posição exata e a velocidade exata de um objeto.
O que tem a ver com o fato de que as observações realizadas através de um microscópio que opera com luz laser inevitavelmente levará o objeto a ser "chutado". Isso acontece porque a luz é um fluxo de fótons que, quando refletida fora do objeto, dá "pontapés" aleatórios - e como resultado desses chutes, o objeto começa a se mover de forma aleatória.
Este fenômeno é conhecido como Quantum Back Action (QBA) - e esses movimentos aleatórios colocam um limite para a precisão com que as medições podem ser realizadas no nível quântico.
Para realizar os experimentos o professor da NBI, Polzik e sua equipe de pesquisadores  do NBI usaram uma membrana "feita sob medida" como o objeto observado ao nível quântico e uma nuvem de átomos de Césio encapsulados em uma pequena gaiola ou célula de vidro.
A ideia é enviar deliberadamente a luz laser utilizada para estudar os movimentos da membrana no nível quântico através da nuvem atômica encapsulada na célula de vidro. A luz atinge a membrana, explica Eugene Polzik, resultando na luz laser -fótons "chutando" o objeto - ou seja, a membrana - assim como a nuvem atômica, e esses "chutes", por assim dizer, se cancelam. Isso significa que não há mais nenhuma ação de Quantum Back - e, portanto, não há limitações quanto à precisão e as medições podem ser realizadas a nível quântico ".
O fato de que é realmente possível "enganar" o Princípio da Incerteza de Heisenberg além de melhorar significativamente celulares, GPS e pesquisas geológicas, também pode ser significativo em relação a uma melhor compreensão das ondas gravitacionais.
Em setembro de 2015, o experimento americano LIGO foi capaz de publicar os primeiros registros diretos e medidas de ondas gravitacionais decorrentes de uma colisão entre dois buracos negros muito grandes.
No entanto, o equipamento utilizado pela LIGO é influenciado pela Quantum Back Action, e a nova pesquisa do NBI pode ser capaz de eliminar esse problema, diz Eugene Polzik.

Fonte: Space Daily, via  Instituto Niels Bohr

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