A Interpretação por Coletivos Estatísticos da Física Quântica
Considero esta interpretação (Ensemble Interpretation), particularmente, uma rival à altura da de Copenhagen considerada a mais comum e a mais aceita doutrinariamente. Digo que é doutrinária porque raramente se ouve falar das outras interpretações ao se aprender física quântica, dando a impressão de que tudo já está lapidado.
O texto original pode ser lido aqui do qual traduzi algumas partes e que disponho a seguir…
Este texto traça um pequeno resumo da interpretação por coletivos estatísticos da física quântica. Esta interpretação era a aceita por Einstein e desenvolvida por Leslie E. Ballentine ("Quantum Mechanics, A Modern Development" ISBN981-02-4105-4.).
Todas as outras são essencialmente metafísicas, superficiais e com pouco ou nenhum suporte experimental além de introduzirem confusão desnecessária.
A interpretação por coletivos estatísticos nos diz que o vetor de estado se aplica a um grupo de sistemas identicamente preparados e não a um sistema individual. Isto é um conceito abstrato. Ou seja, NÃO há nenhum sistema individual (ou partícula) em uma real combinação de estados tais como:
|phy> = |a> +|b>.
Este é apenas um modo notacional de expressar o que está acontecendo realmente.
A mecânica quântica (MQ) introduziu a notação de Dirac, e em parte, esta é a causa com que a interpretação de Copenhagen, mesmo que duvidosa, persiste ainda hoje. Se a notação fosse aplicada a uma estatística convencional geral, como pode ser feita, então muito da confusão gerada poderia ser evitada. Seria imediatamente aparente que a matemática não requer que um sistema quântico esteja realmente em estados físicos simultâneos.
Um modo simples de ilustrar isto é aplicando-o a um coletivo clássico.
Imagine um dado de seis faces. Na notação da MQ, ele pode ser descrito como uma função de onda cuja densidade de probabilidade é dada por
|psy> = (|1> + |2> + |3> + |4> + |5> +|6>)/sqrt(6).
É claro que a cada lance, somente um estado é observado, mas também é claro que não há nenhum requerimento de que haja um colapso da função de onda ou que o dado esteja fisicamente em uma soma destes estados. A função de onda é uma função estatística e assim é TODA a MQ. Ela não se aplica a um experimento único, mas apenas ao resultado estatístico de muitos. Fundamentalmente, há que se entender exatamente o que |phy> = |1> + |2> quer dizer. Isto não significa que um sistema físico real esteja na soma de estados e é por isso que uma função de onda não colapsa. Isto é apenas uma notação para um método de cálculo que tem apenas sentido em calcular o resultado final. A função psi é apenas uma declaração de possibilidades que podem ocorrer SE uma medida for efetuada e NÃO uma descrição da existência de objetos físicos ANTES de uma medida.
Sem a dualidade partícula-onda
A dualidade partícula-onda é a concepção incorreta mais comum da MQ. Essencialmente não há dualidade. Partículas são sempre partículas e nunca ondas. O que elas fazem é operarem sob a base da MQ e não na mecânica newtoniana. Seja o fenômeno dos elétrons ou da luz, o que é sempre observado são pequenos impactos em telas cuja localização são observadas estatisticamente em um padrão que é similar ao que é esperado por ondas. Em realidade, a estrutura contínua das ondas nunca é observado. A ondulatória é apenas uma ficção conveniente utilizada para resolver problemas. Por exemplo, ondas na água não são ondas. São apenas uma coleção de bilhões de moléculas de água que se comportam como se fossem uma substãncia contínua. Ondas eletromagnéticas também não são ondas. Todo o eletromagnetismo é descrito na Eletrodinâmica Quântica como uma troca de momento entre fótons e elétrons.
Sem o gato de Schrodinger
O colapso da função de onda ou redução do vetor de estado não é necessário nesta interpretação e nem tem suporte experimental. Nenhum experimento jamais mediu um objeto em dois estados simultaneamente. Objetos só são medidos e um dos auto-estados, e postular que eles estão em vários simultaneamente é apenas metafísica.
Nenhum observador cria a realidade
Não há diferença se alguém observa ou não o experimento. "Observador" na MQ tem o significado de dispositivo físico que faz a medida ou a interação entre dois sistemas e não um observador consciente.
Muito bom o seu post sobre a interpretação dos ensembles. É realmente a que mais faz sentido. Porém é ela mesma quem vai gerar a teoria do multiverso quando é confrontada com o experimento das fendas. A pergunta que tenho a lhe fazer é a seguinte, como conservar intacta a interpretação dos ensembles ao analisar os resultados deste experimento?
[]‘s
12 de setembro de 2006 @ 14:04
É algo simples, mas nem tanto. Pela interpretação dos ensembles estatísticos, a experiência da dupla fenda apresenta apenas um resultado de probabilidades da passagem do fóton por uma fenda ou outra.
Por exemplo, a probabilidade P1 para a passagem na fenda F1 e a probabilidade P2 para a passagem na fenda F2.
No anteparo, distante da dupla fenda, há a probabilidade resultante, por exemplo P1P2 que se distribui por ele.
Essa probabilidade resultante é o que dá o resultado da interferência. E por esta interpretação é PONTO FINAL.
Dizer o que acontece lá na dupla fenda é puro blábláblá, porque não é possível fazer qualquer experimento sem que se interfira no fenômeno, ou seja, o blábláblá não é testável…
Quanto ao livro, não o li, mas ficará anotado…
Experimente ler “A natureza ama esconder-se” do Shimon Malin. Ali ele tenta dar algumas sustentações filosóficas ao blábláblá…
P.S. digo blábláblá, não pejorativamente. É apenas para dizer que como algo não testável experimentalmente e portanto especulável, ou seja, posso dizer o que me der na telha que está “tudo bem”…
abraços
19 de setembro de 2006 @ 13:44
A interpretação por ensembles não diz nada sobre a interpretação por multiversos. Ela mesma, não aceita colocar nada além da medida, já que ela considera que dizer algo que está além da medida é pura suposição que não tem suporte experimental..
17 de setembro de 2006 @ 21:07
Disso eu sei. Mas como como a teoria fica ao se analisar o experimento da fenda dupla? Poque no experimento se cosneguiu reduzir o feixe de fótons até o ponto em que apenas 1 era enviado por vez. Mas mesmo assim, após a emissão de vários fótons individuais, o registro do outro lado da fenda ainda apresentou um padrão de interferência igual ao caso em que se lança vários fótons juntos. Então a pergunta é, se cada fóton foi emitido individualmente, como é que no final aparece uma leitura de interferência. O fóton interferiu com o que se ele estava viajando sozinho? É aí que um físico pode interpretar que existem fótons fantasmas (de outros universos) sendo emitidos juntos e que interagem com o fóton deste universo.
Tem um livro bom que trata do assunto nos seus priemrios capítulos: David Deustch – A Essência da Realidade. Você já leu?
18 de setembro de 2006 @ 23:26
Não fiquei nem um pouco satisfeito com as suas respostas. Se você não conhece o problema da dupla fenda bastava dizer que não estava a par dele e tudo bem; não precisava ficar dando essas explicações simplistas que passam longe do verdadeiro núcleo da questão, que você demonstrou não saber de qual se trata.
[]’s
23 de setembro de 2006 @ 16:53
Júlio,
Por favor elucide-me.
Qual o verdadeiro núcleo da questão que vc quer colocar?
Aqui estou apenas colocando o experimento sob o ponto de vista da interpretação da física quântica pelos coletivos estatísticos.
abraços
23 de setembro de 2006 @ 23:21
Pelo que é possível notar, há muitas pessoas que querem discutir o que ocorre lá na dupla fenda.
Bom, as várias interpretações que existem TENTAM explicar o que ocorre por ali, mas nenhuma delas até hoje conseguiu dizer algo realmente contundente, definitivo e testável experimentalmente.
E é por esse motivo que adjetivei qualquer coisa que se diga sobre este assunto como blá-blá-blá. Mas isto não quer dizer que o blá-blá-blá não seja interessante ou que seja ignorável. Só não é ciência.
O fato é que o entendimento sobre o experimento da dupla fenda é feito incorretamente, muito provavelmente iniciado pelo Feynman em seu famoso Lectures on Physics, no volume 3. E isto tem se alastrado como se fosse o correto.
29 de setembro de 2006 @ 13:29
O experimento da dupla fenda consiste em uma fonte de partículas, uma fenda dupla (fenda 1 e fenda 2) e um detector que está sobre um anteparo. Movendo o detector e medindo a taxa com que as partículas chegam ao anteparo, pode-se medir a probabilidade das partículas, ao passarem pela dupla fenda, chegarem ao anteparo em um ponto X.
Se apenas a fenda 1 está aberta, a probabilidade de detecção em X é dada por P1(X). Se apenas a fenda 2 está aberta, a probabilidade de detecção em X é dada por P2(X). Se ambas fendas estão abertas, a probabilidade é P12(X). Como a passagem pela fenda 1 ou 2 são eventos exclusivos, é esperado que P12(X) seja igual a P1(X) + P2(X). Mas a experiência nos dá um resultado diferente. E por este simples fato decorrem explicações mirabolantes e metafísicas dos quais nunca foram passíveis de um teste experimental.
O fato é que esta análise das probabilidades se esquece que são probabilidades condicionais P(X/C), pois normalmente a condição é constante e portanto ignorável.
Mas neste experimento, ela não é!
A probabilidade de detecção em X se apenas a fenda 1 está aberta é P(X/C1), onde a condição C1 nos dá a função de estado PHI1 para a partícula e o estado S1 para a fenda 1 aberta.
No caso da fenda 2 aberta, temos P(X/C2), onde C2 nos dá a função de estado PHI2 para a partícula e o estado S2 para a fenda 2 aberta.
No caso em que as duas fendas estão abertas, temos P(X/C3), onde C3 nos dá a função de estado PHI12 para a partícula e o estado S3 para as duas fendas abertas.
Ou seja, a condição não é constante nestas três situações. Portanto não há como concluir que a probabilidade com as duas fendas abertas seja a soma da probabilidade com cada uma delas fechadas.
Fonte:
BALLENTINE, L.E.: Probability theory in quantum mechanics, Am.J.Phys, 54(10), October 1986.
29 de setembro de 2006 @ 13:50