Sobre as imagens do cabeçalho:
O gráfico que parecem montanhas são do condensado de Bose-Einstein, mas este discuto em outro tópico.
Neste tópico falarei do gato de Schrödinger, afinal não poderia falar em estado quântico sem aparecer o tal gato de Schrödinger.
Antes de falar do tal gato, vamos aos fatos históricos que levaram Schrödinger ao seu gato na caixa:
Problema apresentado por Einstein-Podolsky-Rosen sobre a Mecânica Quântica:
Paradoxo EPR
O paradoxo EPR é complexo de explicar, já encontrei boas explicações e péssimas explicações. Tentarei dar uma ótima explicação, e simples, mas nem sempre sai como desejamos:
Existem dois elétrons dentro de um átomo, possuindo os mesmos números quânticos e diferindo apenas no spin, que, repentinamente, são separados.
Um vai para a direita e o outro para a esquerda.
Quando dentro do átomo não poderíamos prever qual possuía qual spin, embora, sabíamos que eles eram diferentes. Eles estavam em uma superposição de estados (isto é um estado quântico e a chave do computador quântico).
Se um observador, na esquerda, observar o spin deste elétrons como sendo positivo (+), a mecânica quântica prevê que o spin do outro elétron seja negativo (-), mesmo que não haja um observador para o elétron que foi para a direita.
Segundo EPR, isto viola um princípio da relatividade restrita, o de limite da velocidade com que as informações se propagam.
Isto é, primeiramente ambos os elétrons estão em um estado de superposição, definido pela física quântica. O fato de observarmos um elétron como possuindo um spin positivo, não poderia, segundo a relatividade, definir instantaneamente o spin do outro elétron. Isto é, se o estado de superposição quântica for aceitável.
EPR dizia que não podemos "por pensamento" inferir o spin do outro elétron.
ISTO VIOLARIA AS LEIS DA RELATIVIDADE
Erwin Schrödinger respondeu ao EPR com o seu famoso gato:
Digamos que dentro de uma caixa exista um frasco com um veneno mortal. O vidro deste frasco é muito fino e o decaimento radioativo de um átomo poderia quebrar este vidro, sendo que dentro da caixa existe um átomo radioativo, que pode decair.
Pois bem, dentro desta caixa colocamos o gato e a fechamos.
(este é um experimento de pensamento, sendo que nenhum gato machucou-se durante a experiência)
Com o passar do tempo, o átomo pode ter decaido, quebrando o vidro do veneno e matando o gato.
Mas este decaimento pode não ter ocorrido.
Sendo assim, não podemos determinar se ele ocorreu ou não.
O gato, segundo Schrödinger, estaria em um estado de superposição definido pela mecânica quântica. Não podemos afirmar que o gato estaria vivo ou morto, mas sim que o gato estaria em um estado de superposição vivo-morto (ou morto-vivo, como prefiro).
Saber se o gato está vivo? Só olhando. Então a superposição de estados colapsa em algo clássico, e não quântico.
Isto pois, a mecânica não está associada à observação, a verificação. Observar algo é medir, e toda medição influencia um estado quântico.
A resposta para EPR é que esta é a base da mecânica quântica.
A informação quando estiver em um estado de superposição quântico pode ser instantânea.
O experimento do gato serve para mostrar que este estado de superposição pode ter uma analogia em um mundo não-quântico, ou seja, em macro-escala.
Imagens:
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