Algumas interpretações da mecânica quântica sugerem que todo o nosso universo é descrito por uma única função de onda global que está constantemente se dividindo e multiplicando, produzindo uma nova realidade para cada interação quântica possível. Esta é uma afirmação muito ousada. Então, como chegamos lá?
Uma das primeiras descobertas na história da mecânica quântica é que a matéria tem uma propriedade ondulatória. O primeiro a sugerir isso foi o físico francês Louis de Broglie, que argumentou que toda partícula subatômica tem uma onda associada a ela, assim como A luz pode atuar tanto como partícula quanto como onda.
Essa ideia extrema foi rapidamente confirmada por outros físicos, principalmente nos experimentos em que foi conduzida. elétrons Lascas finas espalhadas antes de pousar no alvo. A maneira como os elétrons se espalham era mais característica da onda do que da partícula. Mas então surgiu uma pergunta: O que exatamente é uma onda de matéria? Como se parece?
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Os primeiros teóricos quânticos, como Erwin Schrödinger, acreditavam que as próprias partículas eram espalhadas no espaço na forma de uma onda. Ele desenvolveu sua famosa equação para descrever o comportamento dessas ondas, que ainda é usada hoje. Mas a ideia de Schrödinger voou diante de mais testes experimentais. Por exemplo, embora o elétron se comporte como uma onda em pleno voo, quando atinge um alvo, ele desce como uma única partícula comprimida, de modo que não pode se expandir no espaço.
Em vez disso, uma explicação alternativa começou a surgir. Hoje, nós a chamamos de interpretação de Copenhague da mecânica quântica, e é de longe a interpretação mais popular entre os físicos. Nesse modelo, a função de onda – o nome que os físicos dão à propriedade ondulatória da matéria – não existe realmente. Em vez disso, é uma maneira matemática que usamos para descrever uma nuvem de possibilidades da mecânica quântica onde podemos encontrar uma partícula subatômica na próxima vez que formos procurá-la.
correntes emaranhadas
Mas a interpretação de Copenhague sofre de vários problemas. Como o próprio Schrödinger apontou, não está claro como a função de onda vai de uma nuvem de possibilidades antes da medição para a mera ausência do momento que observamos.
Então talvez haja algo mais importante para a função de onda. Eles podem ser tão reais quanto todas as próprias partículas. De Broglie foi o primeiro a sugerir essa ideia, mas acabou se juntando ao campo de Copenhague. Físicos subsequentes, como Hugh Everett, analisaram o problema novamente e chegaram às mesmas conclusões.
Tornar a função de onda real resolve esse problema de escala na interpretação de Copenhague, porque evita que a escala seja esse processo superespecífico que destrói a função de onda. Em vez disso, o que chamamos de escala é realmente apenas uma longa série de partículas quânticas e funções de onda que interagem com outras partículas quânticas e funções de onda.
Se você construir um detector e atirar elétrons nele, digamos, no nível subatômico, o elétron não saberá que está sendo medido. Ele apenas atinge os átomos da tela, que envia um sinal elétrico (feito de mais elétrons) através de um fio, que interage com uma tela, que emite fótons que colidem com as partículas em seus olhos, e assim por diante.
Nesta foto, cada partícula tem sua própria função de onda, e é isso. Todas as partículas e todas as funções de onda interagem normalmente, e podemos usar as ferramentas da mecânica quântica (como a equação de Schrödinger) para fazer previsões sobre como elas se comportam.
função de onda global
Mas as partículas quânticas têm uma propriedade realmente interessante por causa de sua função de onda. Quando duas partículas interagem, não apenas uma colide com a outra; Por um breve período, suas funções de onda se sobrepõem. Quando isso acontece, você não pode mais ter duas funções de onda separadas. Em vez disso, você deve ter uma única função de onda que descreva as duas partículas simultaneamente.
Quando as partículas seguem caminhos separados, elas ainda mantêm essa função de onda uniforme. Os físicos chamam esse processo entrelaçamento quântico – o que ou o que Albert Einstein É referido como “ação assustadora à distância”.
Quando refazemos todos os passos da medição, o que sai é uma série de emaranhados causados pela interferência das funções de onda. O elétron fica emaranhado com os átomos na tela, que fica emaranhado com os elétrons no fio, e assim por diante. Até as partículas em nosso cérebro estão emaranhadas com ele uma terracom toda a luz que vem e vai do nosso planeta, para cada partícula do universo entrelaçada com todas as outras partículas do universo.
A cada novo emaranhado, você tem uma função de onda que descreve todas as partículas montadas. Portanto, a conclusão óbvia de tornar a função de onda uma realidade é que existe apenas uma função de onda que descreve todo o universo.
Isso é chamado de interpretação de “muitos mundos” da mecânica quântica. Recebe esse nome quando perguntamos o que acontece durante o processo de monitoramento. Na mecânica quântica, nunca temos certeza do que uma partícula fará – às vezes pode subir, às vezes pode descer etc. Nessa interpretação, toda vez que uma partícula quântica interage com outra partícula quântica, a função de onda global se divide em várias seções , com universos diferentes, cada um contendo diferentes resultados possíveis.
e isso é Como obter um multiverso. Simplesmente trabalhando com partículas quânticas entrelaçadas umas com as outras, você obtém várias cópias do universo se formando repetidamente o tempo todo. Cada um é idêntico, exceto por uma pequena diferença em algum processo quântico aleatório. Isso significa que existem várias versões de você lendo este artigo agora, todas bastante semelhantes, exceto por alguns detalhes quantitativos sutis.
Essa interpretação também apresenta dificuldades – por exemplo, como essa cisão ocorre na realidade? Mas é uma maneira radical de olhar para o universo e uma demonstração de quão poderosa é a mecânica quântica como teoria – o que começou como uma forma de entender o comportamento das partículas subatômicas pode controlar as propriedades de todo o universo.
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