Física Quântica 53 - Dr. Manhattan e as Superposições Temporais
Dr. Manhattan e as Superposições Temporais
por Osvaldo Pessoa Jr.
"Vemos assim que as duplicações espaciais e as viagens no tempo do Dr. Manhattan não são propriedades genuinamente “quânticas”. Não há, na história de Alan Moore, transições de potencialidades para atualidades.
Isso sugere que deveríamos criar um super-herói genuinamente quântico: ele talvez não fosse muito poderoso, mas certamente poderia contribuir para o ensino de física quântica nos colégios!"
Francisco de Assis Nascimento Jr. faz pós-graduação na USP, e explora o uso de histórias em quadrinhos para ensinar física.
Trata-se da saga de ex-super-heróis que voltam a se reunir quando velhos, liderados pelo Dr. Manhattan, que tem poderes sobre-humanos e é capaz de controlar os átomos do seu próprio corpo.
Assim, ele consegue mudar de tamanho, se teleportar, ocupar vários lugares ao mesmo tempo, e visitar diferentes tempos na ordem que ele quiser. O único limite para seu poder é sua ocasional indiferença para com o destino da humanidade.
O entusiasmo de Francisco é com a qualidade da história e do desenho, um verdadeiro graphic novel, disponível em dois volumes pela Panini Comics.
O entusiasmo de Francisco é com a qualidade da história e do desenho, um verdadeiro graphic novel, disponível em dois volumes pela Panini Comics.
Contou-me também que o Dr. Manhattan tem poderes quânticos, sendo nesse sentido rivalizado por alguns outros personagens do mundo da HQ, como o Capitão Átomo (1960) e Jenny Quantum(2000).
Após o filme Watchmen (2009), a revista New Scientist citou o Dr. Manhattan como sendo “o melhor super-herói quântico de qualquer universo”.
O que o Dr. Manhattan tem de “quântico”, afora o poder de controlar as partículas elementares? Ele pode se duplicar, e estar em dois lugares ao mesmo tempo, como na cena abaixo, em que tenta agradar sua namorada Laurie:
O que o Dr. Manhattan tem de “quântico”, afora o poder de controlar as partículas elementares? Ele pode se duplicar, e estar em dois lugares ao mesmo tempo, como na cena abaixo, em que tenta agradar sua namorada Laurie:
Mas a duplicação do Dr. Manhattan não é um processo quântico, pois as duas versões têm existência concreta, podendo acariciar Laurie simultaneamente.
Numa superposição quântica, as duas versões teriam que ser “potencialidades”, uma espécie de realidade intermediária, geralmente associada à onda quântica.
E quando elas viessem a interagir com Laurie, um “colapso” da onda quântica teria que ocorrer, e uma das versões do Dr. Manhattan teria que desaparecer.
Após esse colapso, apenas uma versão “atual” ou “concreta” acabaria abraçando a futura heroína Espectral.
Dr. Manhattan também pode visitar diferentes instantes temporais, quando se lembra de cenas passadas e vislumbra cenas futuras (ver figura abaixo).
Dr. Manhattan também pode visitar diferentes instantes temporais, quando se lembra de cenas passadas e vislumbra cenas futuras (ver figura abaixo).
Essa concepção do tempo em que cada instante é igualmente real, quer esteja no passado, presente ou futuro, é conhecida como “eternalismo”. A concepção antagônica, chamada “atualismo”, defende que apenas o presente é real.
Na concepção representada nessa história, o futuro já estaria pré-determinado, o que é chamado de “determinismo”. A teoria quântica é consistente com essas duas concepções sobre a natureza do tempo (eternalismo e atualismo).
E apesar de os experimentos quânticos terem resultados imprevisíveis (para o caso de átomos individuais), a teoria é consistente tanto com o indeterminismo (ou “tiquismo”) quanto com o determinismo.
No entanto, a teoria quântica traz uma grande novidade com relação ao tempo, que é a possibilidade de haver “superposições temporais”. Será que o poder que o Dr. Manhattan tem de “visitar” diferentes épocas equivale a uma superposição temporal?
Em primeiro lugar, devemos considerar um “evento”, que é um acontecimento bem definido que ocorre em algum ponto do espaço e do tempo.
No entanto, a teoria quântica traz uma grande novidade com relação ao tempo, que é a possibilidade de haver “superposições temporais”. Será que o poder que o Dr. Manhattan tem de “visitar” diferentes épocas equivale a uma superposição temporal?
Em primeiro lugar, devemos considerar um “evento”, que é um acontecimento bem definido que ocorre em algum ponto do espaço e do tempo.
Por exemplo, quando o Dr. Manhattan deixa cair a foto em Marte, a foto em que ele, Jon Osterman, conhece sua primeira esposa, Janey Slater, antes do terrível acidente em que ficou preso numa “câmara de remoção de campo intrínseco”.
Uma superposição temporal seria o evento “Manhattan deixa cair a foto” estar associado a diferentes instantes de tempo, por exemplo às 9:00, às 9:15 e às 9:30 horas.
Ou seja, o evento não ocorre em um instante bem definido, mas está associado a vários instantes ou a todo um intervalo contínuo de tempo.
De maneira análoga à superposição espacial (que vimos acima), os eventos associados às 9:00, às 9:15 e às 9:30 horas são potencialidades, não atualidades concretas.
De maneira análoga à superposição espacial (que vimos acima), os eventos associados às 9:00, às 9:15 e às 9:30 horas são potencialidades, não atualidades concretas.
É só quando o Dr. Manhattan ou sua foto acabar interagindo com alguma coisa concreta que ocorrerá o colapso de sua onda quântica, e então o evento passa a estar associado a um instante bem definido, digamos 9:15.
Vemos assim que as duplicações espaciais e as viagens no tempo do Dr. Manhattan não são propriedades genuinamente “quânticas”. Não há, na história de Alan Moore, transições de potencialidades para atualidades.
Vemos assim que as duplicações espaciais e as viagens no tempo do Dr. Manhattan não são propriedades genuinamente “quânticas”. Não há, na história de Alan Moore, transições de potencialidades para atualidades.
Isso sugere que deveríamos criar um super-herói genuinamente quântico: ele talvez não fosse muito poderoso, mas certamente poderia contribuir para o ensino de física quântica nos colégios!
Superposições temporais ocorrem em processos de emissão de partículas, antes que elas sejam medidas.
Superposições temporais ocorrem em processos de emissão de partículas, antes que elas sejam medidas.
Por exemplo, um núcleo atômico radioativo tem uma certa probabilidade de emitir uma partícula alfa (dois prótons e dois nêutrons grudados), dentro de um certo intervalo de tempo.
É assim que aprendemos no colégio, e não parece haver nada de misterioso.
Há um evento, “a emissão da partícula alfa”, e ele ocorre em algum instante bem definido, só que não podemos prever qual será este instante, então atribuímos uma certa probabilidade para o fenômeno.
O pensamento quântico é diferente, especialmente se adotarmos uma interpretação ondulatória realista (ver texto 35).
O pensamento quântico é diferente, especialmente se adotarmos uma interpretação ondulatória realista (ver texto 35).
No nível das potencialidades, o evento ocorre em vários instantes sucessivos, em uma grande superposição temporal. Quando a onda quântica começa a interagir com o detector, começam a ocorrer sucessivos colapsos da onda quântica.
Enquanto a partícula não é detectada, temos um experimento de resultado nulo (como vimos no texto 48).
Num certo instante, ocorre a detecção, e só então é que se pode dizer que o evento de emissão ocorreu em um instante (do passado) bem determinado.
Podemos então dizer que “o passado se atualiza no presente”, concordando de maneira geral com as afirmações feitas por John Wheeler ao analisar o experimento da escolha demorada (texto 13).
Mas porque somos obrigados a tratar o núcleo radioativo como uma superposição temporal quântica, e não como um processo de emissão simples (como aprendemos no colégio)?
Mas porque somos obrigados a tratar o núcleo radioativo como uma superposição temporal quântica, e não como um processo de emissão simples (como aprendemos no colégio)?
Porque existem experimentos de interferência que só podem ser explicados supondo que há uma superposição temporal.
O mais claro desses experimentos talvez seja o de James D. Franson (1989), envolvendo duas partículas correlacionadas. Como ele é um tanto complicado, deixaremos seu estudo para um texto futuro.
O mais claro desses experimentos talvez seja o de James D. Franson (1989), envolvendo duas partículas correlacionadas. Como ele é um tanto complicado, deixaremos seu estudo para um texto futuro.
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