A mecânica quântica representa um verdadeiro avanço na ciência, permitindo aos cientistas explicar muitos fenômenos no nível dos átomos e partículas subatômicas. E não é de se surpreender que um campo do conhecimento em desenvolvimento tão dinâmico tenha causado um enorme impacto na imagem moderna da realidade. Você pode verificar isso observando 17 exemplos de como a mecânica quântica mudou e continua mudando nossa visão do universo.
1. O universo pode ser um holograma
Uma das interpretações do modelo do mundo, condicionado pelos postulados da mecânica quântica, é a ideia de que nosso universo tridimensional é apenas um holograma. Pesquisadores do Observatório Alemão-Britânico relatam a provável detecção de pequenas ondulações no espaço-tempo, o que poderia fornecer evidências para a teoria da pixelização quântica.
2. À medida que a tecnologia melhora, a inovação está se tornando menos precisa
Junto com os avanços no campo dos desenvolvimentos tecnológicos, a necessidade de sua precisão cresce naturalmente. O erro de vários dispositivos, como relógios e termômetros, pode ser atribuído ao fenômeno do ruído quântico. Este ruído impede que medições perfeitas sejam obtidas. Porém, ao eliminar essa interferência, é possível criar uma técnica com máxima precisão de indicadores, semelhante a relógios atômicos ou termômetros quânticos.
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3. A luz pode ser controlada e concentrada para realizar várias funções
Curiosamente, o laser, cuja descoberta se tornou possível graças à mecânica quântica, já foi considerado um assunto sem importância prática. Porém, ao contrário dessa crença, o desenvolvimento do escopo dessa tecnologia tem garantido o surgimento de uma variedade de invenções, desde o CD player até os sistemas de defesa antimísseis.
4. A aleatoriedade pode ser calculada e prevista
Segundo os cientistas, do ponto de vista da mecânica quântica, nada pode ser verdadeiramente aleatório. Tendo informações abrangentes sobre o movimento dos dados, eles seriam capazes de simular com precisão o lançamento do dado e prever seu resultado com antecedência. Ao criar ruído quântico e medir seus níveis, podem ser gerados números aleatórios que podem ser usados para criptografar dados.
5. Os objetos se comportam de maneira diferente quando medidos
A interpretação de Copenhagen da mecânica quântica pressupõe que as partículas mudam seu comportamento durante o ato de medição. De acordo com este conceito, as partículas têm diferentes estados, mas no momento de observá-los, são forçadas a assumir um deles. Isso pode parecer estranho, mas essa interpretação é apoiada pelo conceito matemático de colapso da função de onda.
6. Existe mais de um universo
O conceito de Multiverso, ou a existência de uma pluralidade de todas as realidades possíveis, é também o produto de várias interpretações da física quântica. Isso pode ser comprovado por dados de observatórios orbitais que observam os fenômenos residuais do Big Bang, bem como por modelos matemáticos que implicam um universo cíclico.
7. Existem muitas outras dimensões
A teoria das cordas, nascida da mecânica quântica, por sua vez deu origem a especulações sobre a probabilidade (ou a falta dela) de dimensões múltiplas. Segundo os pesquisadores, o Universo contém pelo menos 11 dimensões, que, aparentemente, parecem não apenas possíveis, mas também uma condição necessária para o funcionamento da teoria das cordas.
8. Geometria de uma joia como um novo olhar para o conceito de física quântica
Os físicos descobriram um objeto geométrico semelhante em forma a uma gema multifacetada. A descoberta simplifica drasticamente os cálculos das interações de partículas e desafia a compreensão científica clássica do espaço e do tempo como os principais componentes da realidade.
9. Modos revolucionários de transporte podem ser encontrados
Este não é mais um assunto puramente de ficção científica: a matéria pode ser desmontada em partículas que, depois de transportadas, poderão restaurar sua aparência anterior. Isso se tornou possível em experimentos de transferência de dados, bem como de grandes moléculas, mas a aplicação dessa tecnologia em humanos em um futuro próximo ainda não foi considerada. Hoje é possível escanear todas as moléculas do corpo humano e montá-las em outro lugar, mas, segundo os postulados da física quântica, o objeto muda sob a influência de tais ações. Portanto, uma cópia exata do objeto que está sendo movido não pode ser reproduzida.
10. Eletricidade pode ser usada na medicina
Cientistas descobriram recentemente minúsculos cristais semicondutores que podem se tornar a base para um avanço no campo da medicina em um futuro próximo. Acredita-se que esses pontos quânticos brilhem quando expostos à radiação ultravioleta. Em caso afirmativo, eles podem ser anexados às células cancerosas para localizar e destruir as últimas.
11. Existe uma partícula que dá massa até mesmo às menores formas de matéria
Os cientistas acreditam que o bóson de Higgs, também conhecido como "partícula divina", é capaz de conferir massa a certas partículas fundamentais, como elétrons e glúons. Ao descobrir e isolar o bóson de Higgs, os pesquisadores seriam capazes de entender como a matéria pode ser equilibrada com a antimatéria e o que realmente aconteceu com o universo após o Big Bang.
12. Light pode ajudar a reconhecer atividades de hackers
Para proteger as informações confidenciais da ameaça de interferência externa, a criptografia quântica desenvolveu um método de codificação de dados em partículas individuais de luz ou fótons. O segredo do método está na presença de uma "chave" composta por zeros e uns, que permite ao programa detectar a presença do hacker em tempo real, enquanto ele tenta revelar dados classificados.
13. Os computadores podem funcionar mais rápido do que qualquer dispositivo digital existente atualmente
O desenvolvimento de computadores quânticos é um campo aplicado da mecânica quântica que pode revolucionar a computação. Comparados aos computadores digitais, que codificam dados em um sistema binário, os computadores quânticos usam propriedades quânticas para armazenar dados e realizar operações, resultando em cálculos e algoritmos muito mais rápidos.
14. O fenômeno do tunelamento quântico pode ser usado em relação a aparelhos modernos
Na mecânica quântica, o tunelamento quântico é descrito como o processo de uma partícula penetrar através de uma barreira que normalmente é incapaz de superar. Esse fenômeno é essencial para o funcionamento de diversos dispositivos, como switches, chips de memória flash e drives USB.
15. Líquidos podem desafiar a gravidade
Alguns sistemas grandes são capazes de exibir os efeitos da mecânica quântica, como o fenômeno da superfluidez. É um estado da matéria em que atua como um líquido com viscosidade zero, o que permite sua autopropulsão independentemente da gravidade. Nas condições atuais, esse efeito encontrou maior aplicação na criação de refrigeradores modernos e no desenvolvimento da espectroscopia.
16. A turbulência do ar pode ser ajustada
Cientistas brasileiros começaram a trabalhar na criação de turbulência quântica em condições extremamente frias dentro de uma câmara de laboratório cheia de gás. O estudo da turbulência em um ambiente controlado pode levar os cientistas a uma maneira de gerenciá-la. Assim, o problema de instabilidade da aeronave durante o vôo pode ser resolvido.
17. As pessoas podem viajar para a frente e para trás no tempo
A pesquisa em mecânica quântica forneceu as condições para experimentos sobre a possibilidade de viajar de nosso mundo para um tempo e espaço alternativos. Com base nos resultados de experimentos realizados em 2010, os cientistas puderam determinar como uma peça isolada de metal é capaz de se mover e ao mesmo tempo se manter em pé. Isso se deve à capacidade das partículas quânticas de se moverem para frente e para trás no contínuo do tempo. Esse recurso provavelmente pode levar a ciência a criar formas de viajar no tempo em um futuro próximo.
Autor: Katrin Straszewski
