sexta-feira, 29 de agosto de 2014

Pesquisa questiona se universo é um holograma

Segundo teoria, a informação sobre tudo no nosso universo pode estar codificada em pequenos pacotes de duas dimensões

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São Paulo - Um grupo de físicos começou um experimento para responder uma pergunta inusitada: seria o universo um holograma? Os pesquisadores são do Fermilab, laboratório especializado em física de partículas de alta energia dos Estados Unidos.
Se você chegar bem perto da tela de uma TV irá ver pixels, pequenos pontos que, quando unidos, fazem a imagem parecer perfeita a partir de uma determinada distância. O cientista Craig Hogan, líder da pesquisa, imagina que as informações do universo podem estar reunidas da mesma forma.
Segundo a teoria de Hogan, a informação sobre tudo no nosso universo pode estar codificada em pequenos pacotes de duas dimensões. Segundo a teoria, o “tamanho do pixel” natural do espaço seria 10 trilhões de trilhões de vezes menor que um átomo.
Por ser menor do que um átomo, o espaço seria quântico e não ficaria parado. Sofreria de flutuações que o fazem vibrar. O experimento, chamado Holometer, tentará medir essas flutuações para tentar descobrir se o universo é um holograma.
Os dados serão coletados no próximo ano. “Queremos descobrir se o espaço-tempo é um sistema quântico assim como a matéria”, disse Hogan em comunicado à imprensa. “Se encontrarmos alguma coisa, as nossas ideias sobre o espaço que temos usado por milhares de anos irão mudar”, afirmou.
Fonte.: Vanessa Daraya, de 
http://exame.abril.com.br/tecnologia/noticias/pesquisa-questiona-se-universo-e-um-holograma


sexta-feira, 22 de agosto de 2014

5 Teorias para você acreditar que vive em um Universo Múltiplo

O Universo em que vivemos pode não ser o único – talvez haja infinitos outros exemplares formando o chamado “multiverso”.
E a física está aí para dar suporte teórico a esta ideia, por meio de várias teorias independentes entre si. Aqui está uma lista de cinco teorias científicas bem plausíveis sobre o assunto:
1. Universos infinitos
Os cientistas não têm certeza do formato do espaço-tempo, mas eles concordam que deve ser plano e se estende ao infinito. Mas se ele realmente durar para sempre, então logo ele começará a se repetir, pois há um número limitado de meios com que partículas podem se arranjar neste universo.
Em outras palavras, se você procurar bem no espaço-tempo, você encontrará infinitas versões de si mesmo, sendo que algumas dessas cópias estão fazendo exatamente o que você está fazendo agora. Outras serão diferentes de você: elas podem estar apenas usando uma roupa diferente, ou podem estar morando em outro lugar, seguindo outra carreira, cuidando de outra família.
Como o Universo observável só existe até onde a luz chega – ou seja, a uma distância de 13,7 bilhões de anos-luz, que é a idade do Universo – o espaço-tempo que há além dessa distância pode ser seu próprio universo separado. A ideia é que vários universos existem grudados um no outro em uma gigantesca colcha de retalhos de universos.
2. Universos-bolha
Além dos universos infinitos criados pelo crescimento sem fim do espaço-tempo, outros universos existem de acordo com a teoria da “inflação eterna”. A “inflação” no caso se refere à rápida expansão do universo após o Big Bang, como se fosse um balão. A “inflação eterna”, como proposta por Alexander Vilenkin, cosmólogo da Universidade Tufts, sugere que alguns universos continuam crescendo enquanto outros param, o que criaria vários “universos-bolha” isolados.
No nosso universo, que não mais se expande rapidamente, é como uma pequena bolha em um grande espaço com outras bolhas que podem estar crescendo ou estar paradas como o nosso. Nesses universos, talvez as leias da física sejam diferentes, o que os torna lugares, no mínimo, interessantes.
3. Universos paralelos
Uma ideia recorrente em filmes de ficção, que surgiu da ideia de “mundos brana” – universos paralelos que ficam próximos, mas não encostados uns em relação aos outros. Quem propôs tal teoria foi Paul Steinhardt e Neil Turok, do Instituto Perímetro para Física Teórica da Universidade de Princeton em Ontário, Canadá. Segundo a proposta, muitas outras dimensões, além das três que conhecemos no espaço, existem. Ou seja, além da nossa “brana” tridimensional, outras branas tridimensionais podem existir flutuando em um espaço superiormente dimensional.
O físico Brian Greene, da Universidade da Columbia, explica melhor a ideia em seu livro “The Hidden Reality” (A Realidade Oculta, em tradução livre): “O nosso universo é uma das, talvez, muitas ‘lajes’ flutuando em um espaço superiormente dimensional, como uma fatia de um grande pão cósmico”.
A teoria vai além e sugere que os universos brana nem sempre estão paralelos e fora de alcance um do outro. Alguns podem vir a colidir, gerando novos big bangs e reiniciando-os de novo e de novo.
4. Universos filhos
Esta teoria vem da física quântica e sugere uma outra origem para múltiplos universos. A física quântica enxerga o mundo através de probabilidades e não de resultados definidos, e a matemática da teoria aponta que todos os resultados possíveis ocorrem cada qual em seu universo particular e separado.
Por exemplo, se você precisa fazer uma escolha, como qual roupa usar, qual prato pedir ou qual programa assistir, são criados universos filhos, cada qual para a escolha que você poderia fazer.
Conforme Brian escreveu em seu livro: “E em cada universo, há uma cópia de você testemunhando um ou outro resultado, pensando – incorretamente que a sua realidade é a única realidade".
5. Universos matemáticos
Cientistas ainda debatem se a matemática é uma ferramenta para descobrir novos universos ou um universo próprio, enquanto que nossas observações de universo são percepções inexatas da natureza matemática deles. Se for assim, então a estrutura matemática que compõe o nosso universo não é o único universo possível, e todas as estruturas matemáticas existem em universos separados.
Max Tegmark, do Instituto de Tecnologia do Massachusetts, que propôs esta ideia meio confusa, afirmou que “uma estrutura matemática é algo que você pode descrever de um jeito que é totalmente independente da bagagem humana. Eu realmente acredito que há um universo aí fora que pode existir independentemente de mim e que continuaria existia mesmo que não houvesse humanos”.

VICTOR DE ANDRADE LOPES E OSMAIRO VALVERDE 

Trajetória quântica esclarece morte do Gato de Schrodinger

Rota entre morto e vivo
Se você joga uma bola para outra pessoa, a bola seguirá sua rota de forma contínua e direta.
Mas se a bola for pequena demais - um átomo ou uma molécula, por exemplo - ela obedecerá às leis da mecânica quântica, e não da mecânica clássica, o que tornará as coisas um pouco mais complicadas.
Partículas quânticas podem existir em uma sobreposição de estados, como estarem em dois lugares ao mesmo tempo, só "escolhendo" um deles quando se tenta medir onde elas realmente estão.
Assim, parecia impossível estabelecer uma trajetória contínua para uma partícula quântica, parecendo que só era possível localizar pontos bem discretos de sua rota - ou lá ou cá.
O exemplo mais conhecido disso é o famoso experimento mental conhecido comoGato de Schrodinger, em que um gato é posto em uma caixa onde um frasco de veneno pode ser aberto pelo estado de uma partícula quântica.
O gato estaria em um estado de superposição, vivo e morto ao mesmo tempo, já que sua condição definitiva só seria determinada quando a caixa fosse aberta - o que equivale a fazer uma medição da partícula quântica.
Uma equipe de físicos das universidades de Rochester, Berkeley e Washington, todas nos Estados Unidos, agora demonstrou que não é bem assim, estabelecendo um caminho provável entre a vida e a morte do gato. O evento não seria instantâneo, com o gato seguindo uma rota contínua de sua vida até sua morte - o gato morre suavemente, por assim dizer.
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Trajetória quântica
Conforme um estado quântico colapsa, saindo de uma superposição e assumindo um estado clássico, ou mesmo uma superposição diferente, ele segue um caminho conhecido como uma trajetória quântica.
Para cada estado de origem e cada estado final há um caminho "mais provável" ótimo. O problema é que não é fácil prever esse caminho ou mesmo rastreá-lo experimentalmente.
Para conseguir isso, a equipe criou um qubit supercondutor com propriedades de coerência muito precisas - os cientistas costumam chamar esse tipo de sistema quântico de átomo artificial, podendo ele permanecer em uma superposição quântica durante um monitoramento contínuo.
O experimento tirou proveito do fato de que qualquer medição perturba um sistema quântico - exceto as chamadas medições fracas.
Isto torna possível traçar o caminho ideal da partícula efetuando medições contínuas, ou seja, forçando-a a passar continuamente de um estado quântico para outro.
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Controle quântico das reações químicas
"O experimento demonstra que, para qualquer escolha de estado quântico final, o 'caminho ideal' mais provável em um determinado momento pode ser encontrado e previsto," disse Andrew Jordan, membro da equipe. "Isto confirma a teoria e abre caminho para técnicas de controle quântico ativas."
Kater Murch, coautor do estudo, ressalta que esse controle quântico ativo é especialmente interessante para a química.
"Nos últimos 20 anos, os químicos desenvolveram uma técnica chamada controle quântico, na qual pulsos de laser são usados para dirigir reações químicas, ou seja, conduzi-las entre dois estados quânticos. Os químicos controlam o campo quântico com o laser, e esse campo controla a dinâmica de uma reação química," explicou ele.
"Eventualmente, nós seremos capazes de controlar a dinâmica das reações químicas com lasers, em vez de apenas misturar um reagente 1 com um reagente 2 e deixar a reação evoluir por conta própria," concluiu o físico.
Interpretação de Copenhague
O resultado também tem impacto sobre o campo da computação quântica, desafiando a interpretação tradicional da teoria quântica, conhecida como interpretação de Copenhague, que estabelece que a passagem entre estados seria instantânea.
"Mas o monitoramento em tempo real de um sistema quântico mostra que é um processo contínuo, e que nós podemos constantemente extrair informações do sistema conforme ele passa de quântico para clássico. Este nível de detalhe nunca foi considerado acessível pelos fundadores originais da teoria quântica," disse o professor Irfan Siddiqi.
Bibliografia:

Mapping the optimal route between two quantum states
S. J. Weber, A. Chantasri, J. Dressel, A. N. Jordan, K. W. Murch, I. Siddiqi
Nature
Vol.: 511 (7511): 570
DOI: 10.1038/nature13559

Quantum physics: The path most travelled
Adrian Lupascu
Nature
Vol.: 511, 538-539
DOI: 10.1038/511538a
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Fonte.:http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=trajetoria-particulas-quanticas-esclarece-morte-gato-schrodinger&id=010165140812#.U_eVZKzgKCk