O tempo está em todo lugar. Um conceito tão onipresente e natural para nós, seres humanos, que raramente indagamos sobre a sua natureza. Para a ciência, existe a necessidade clara de se entender cada vez mais sobre a estrutura fundamental do mundo a nossa volta, de modo que um entendimento completo sobre o tempo certamente é um objetivo nobre para a Física. Nesta dissertação, investigamos o conceito do tempo a partir da perspectiva de dois paradigmas fundamentalmente conflitantes: o relativístico e o quântico. Se por um lado a Relatividade Geral permite caracterizar tempo como aquilo medido por relógios honestos - aparatos pontuais que não atrasam nem adiantam independentemente de suas histórias passadas -, por outro, as leis da Mecânica Quântica proibem a existência dos mesmos na natureza. Nossa proposta é fornecer um entendimento preciso da razão de tal proibição, bem como uma perspectiva sólida do papel do tempo na teoria quântica enquanto uma quantidade passível de medição;
O tempo está em todo lugar. Um conceito tão onipresente e natural para nós, seres humanos, que raramente indagamos sobre a sua natureza. Para a ciência, existe a necessidade clara de se entender cada vez mais sobre a estrutura fundamental do mundo a nossa volta, de modo que um entendimento completo sobre o tempo certamente é um objetivo nobre para a Física. Nesta dissertação, investigamos o conceito do tempo a partir da perspectiva de dois paradigmas fundamentalmente conflitantes: o relativístico e o quântico. Se por um lado a Relatividade Geral permite caracterizar tempo como aquilo medido por relógios honestos - aparatos pontuais que não atrasam nem adiantam independentemente de suas histórias passadas -, por outro, as leis da Mecânica Quântica proibem a existência dos mesmos na natureza. Nossa proposta é fornecer um entendimento preciso da razão de tal proibição, bem como uma perspectiva sólida do papel do tempo na teoria quântica enquanto uma quantidade passível de medição;
Os conceitos de espaço e tempo absolutos, independentes entre si, foram propostos por Newton como os mais básicos fundamentos da mecânica clássica. Alguns estudiosos, como Leibniz, admitiram haver alguma interconexão entre o espaço e o tempo. No século passado, devido ao incrível aprimoramento dos instrumentos físicos de observação em diferentes escalas, mudanças aconteceram. Com a relatividade, foi proposto o conceito de espaço-tempo, uma relação linear entre o espaço e o tempo. Com a mecânica quântica, devido a Niels Bohr, as coisas mudaram radicalmente. Na interpretação de Copenhague, os conceitos de espaço e tempo perdem a sua natureza ôntica. Devido à ontologia de Fourier, um postulado implícito da mecânica quântica, qualquer entidade física é assumida como existindo em todo espaço e em todo tempo. Além disso, um fenômeno aparentemente estranho é previsto: o efeito de túnel, que permite (segundo alguns autores) a transmissão de informação em tempo zero. Esses fatos indicam que, possivelmente, os conceitos de espaço e tempo (cronológico), inter-relacionados, talvez não tenham a suposta adequação absoluta e universal, em diferentes escalas de observação e diferentes níveis de descrição da realidade. Neste universo conceptual mais geral, o conceito ôntico mais básico é o Devir, a mudança permanente dos seres físicos.
Há tempos procura-se entender como as características da Teoria Quântica e da Relatividade Geral se unem para explicar a física na sua interface. Um dos motivos pelos quais essa é uma tarefa difícil é a discrepância entre as formas de abordar o tempo e a causalidade em cada teoria. Por exemplo, a estrutura causal na relatividade é dinâmica, determinada pela distribuição de massa no espaço-tempo, enquanto que, no formalismo quântico, ela é fixa e deve ser estabelecida a priori. Nesta dissertação, discutimos a noção de ordem indefinida, que aparece pela primeira vez em uma generalização abstrata da Teoria Quântica. Tal generalização é feita com o intuito de eliminar a incompatibilidade da teoria com a Relatividade Geral no que diz respeito à causalidade. Para isso, o formalismo remove a exigência de que haja uma estrutura causal global e, portanto, a ordem entre operações em protocolos não precisa estar bem definida. Um típico exemplo de ordem indefinida é o processo do quantum switch (controle quântico de ordem), que realiza uma superposição quântica da ordem em que duas operações são aplicadas em um sistema. As probabilidades do quantum switch já foram reproduzidas experimentalmente com fótons, em protocolos completamente descritos pela mecânica quântica usual. Já que esses experimentos são compatíveis com a estrutura causal do espaço-tempo, isso gerou incertezas sobre o que se pode concluir da realização de um processo com ordem indefinida dependendo do contexto. Retornaremos às motivações iniciais, apresentando como cenários gravitacionais a energias baixas poderiam fazer surgir ordem indefinida. Nisto estão inclusas as formulações de um quantum switch em um cenário de gravidade quântica e um quantum switch em uma métrica clássica de Schwarzschild. Assim, o quantum switch pode ser usado como uma base comum para discutir diferenças entre os contextos. A última proposta, de um quantum switch em uma métrica clássica, é um trabalho original. Além de ser um exemplo de ordem indefinida, a sua realização na gravidade da Terra é proposta como um teste das previsões da mecânica quântica em espaços-tempos curvos, um regime que até hoje não foi experimentalmente testado.
A Física Quântica surgiu em 1900 na tentativa de explicar uma série de fenômenos que a Física Clássica não era capaz. Sua consolidação se deu na década de 1920 enquanto área de conhecimento na tentativa de explicar o funcionamento das coisas ao nível das dimensões dos átomos e partículas subatômicas. Com intuito de fazer um contraponto entre os pontos de vista científico e filosófico-religioso, da mecânica, coloca-se em evidência as interpretações de viés acadêmico e espiritual de modo a explicitar aos leigos, através de uma linguagem acessível, os fatos científicos e as versões desses fatos. Como objetivo específico, adotou-se a análise e aplicabilidade da mecânica quântica nos mais diversos contextos ao longo da história, assim como a deturpação das ideias e da utilização dos termos científicos. Percebe-se que com os resultados desta pesquisa que a tentativa de se fazer uma ligação entre a mecânica e a espiritualidade não tem validade científica. Com o estudo das revisões bibliográficas, conclui-se que o conhecimento científico é fundamental para o desenvolvimento do senso crítico, e consequentemente para o crescimento humano em diversos aspectos e perspectivas de conhecer e interpretar o mundo não apenas em seus aspectos físicos, mas também em filosofia, sociologia e demais campos que propõe uma maior reflexão. Através dos conceitos estruturantes desta área, poderemos entender melhor alguns aspectos do que trata a Física Quântica, sendo uma proposta interessante para percebermos evolução histórica dos conceitos e concepções que podem ser encontradas nas mais diversas épocas, desde a antiguidade até os tempos modernos.
A fisica classica distingue-se como ciencia por um projeto previo, composto pelos conceitos fundamentais de elementos como calculo, tempo, espaco, movimento, materia, forca e direcionado a captar todos os fenomenos da natureza supostamente unificada. A mecânica quântica avanca alem desses postulados, evidenciando a inevitavel interferencia do sujeito nos resultados de sua pesquisa, em que a referencia a uma teoria ontologica com objetos materiais, devendo ser captaveis para fins de calculo de regularidades, tornase impossivel, restando os conceitos de nucleo e campo para o projeto previo inovador. Em decorrencia, o principio de incerteza se expressa em que um estado de movimento se identifica somente quanto a calculabilidade estatistica ou da posicao, ou da grandeza do movimento. Apos a elaboracao do conceito existencial de ciencia, que ressalta o serai como ser-no-mundo a encontrar entes determinados como objetos pelo projeto previo da perspectiva cientifica, Heidegger posteriormente chega a conclusao de que a fisica quântica incorporando a fisica classica permanece imutavel no que concerne ao projeto previo da ciencia de sempre: a natureza se dispoe de antemao a um encontro ao modo de asseguramento proposto pelo existente humano numa realizacao cientifica em termos de teoria. A ciencia permanece apenas como um dos modos de acesso a natureza em sua plenitude inesgotavel, o que faz com que ela seja incontornavel e inacessivel com os recursos da cientificidade. A com-posicao e a essencia da tecnica utilizando resultados cientificos e, pela sua voragem, habilitando-se para a cooptacao definitiva do existente humano. Resta ao ser-ai a piedade de um pensamento indigente enquanto questionar a sua propria condicao de perigo no esquecimento da cooptacao de que pode ser vitima por propria decisao.%%%%The classical physical science distinguishes itself as a previous project, consisting of the fundamental concepts of elements such as calculation, time, space, motion, matter, force and directed to capture all the nature phenomena supposedly unified. Quantum mechanics advances beyond these postulates, evidencing the inevitable interference of the subject in the search results , in which a reference to an ontological theory with material objects should be able to capture for regularities calculation, it becomes impossible, leaving the core concepts and field for the previous innovative project. As a result, the uncertainty principle that is expressed in a state of motion is identified only as to the statistical calculation or position, or the magnitude of the movement. After the development the existential concept of science that emphasizes the being-there as being-in-the-world to find certain beings as objects by the previous project of the scientific perspective, Heidegger subsequently comes to the conclusion that quantum physics incorporating the classical physics keeps unchangeable in terms of the previous science project of all: the nature disposes in advance a way of securing the meeting proposed by the existing human…
O artigo aqui apresentado, busca apresentar uma análise acerca dos mistérios contidos no mundo quântico, examinar conteúdos pouco discutidos devido à sua complexidade e transformar os dados encontrados em conceitos mais atingíveis. Seu principal objetivo está na investigação dos fenômenos fundamentais da Física Quântica e suas contribuições para o entendimento da realidade e suas influências quanto ao desenvolvimento de tecnologias inovadoras, sendo para isso, estabelecidos alguns propósitos específicos para alcançá-lo, como analisar a dualidade onda-partícula, discutir a superposição, avaliar o tunelamento quântico, investigar a decoerência e examinar o princípio da incerteza de Heisenberg. A metodologia aplicada consistiu em uma análise bibliográfica a partir de publicações pertinentes ao tema proposto e na avaliação de dados obtidos a partir de fontes secundárias, tendo como intuito garantir um suporte substancial de conhecimentos de modo a explorar e sustentar as informações obtidas e o desenvolvimento das teorias principais. A partir da pesquisa realizada, pôde-se identificar que, os fenômenos quânticos possuem impacto significativo em diversas tecnologias emergentes que vão desde modernos dispositivos eletrônicos utilizados em sistemas de comunicação até aparelhos utilizados para diagnósticos médicos o que, por sua vez, permitiu a compreensão de que aprofundar o conhecimento sobre tais fenômenos é essencial para o desenvolvimento tecnológico e científico futuro. Conclui-se a partir desta investigação que, fenômenos como a dualidade onda-partícula, a superposição, o tunelamento quântico, a decoerência e o princípio da incerteza de Heisenberg possuem pressuposições profundas, influenciando não apenas o modo como os cientistas compreendem a natureza fundamental da realidade, mas também impulsionando importantes inovações tecnológicas.
Propomos uma condição mínima e operacional de compatibilidade entre mecânica quântica e relatividade especial/geral, baseada na interação entre a relação de incerteza energia-tempo e a estrutura causal do espaço-tempo. Partindo da forma saturada da relação energia-tempo, (1) ΔE · Δt = ħ / 2, e do elemento de linha relativístico para separações puramente temporais, (2) ds² = c² · (Δτ)², argumentamos que intervalos de tempo fisicamente significativos devem satisfazer simultaneamente ambas as restrições. Identificando o passo temporal físico com a resolução mínima de tempo próprio limitada quânticamente, Δτ = Δt, derivamos a relação composta (3) ds² = (c² · ħ²) / (4 · ΔE²). Interpretamos esta expressão como uma condição de compatibilidade quântico-relativística: um intervalo de espaço-tempo clássico ds² existe somente quando a evolução quântica (codificada em ΔE) e a estrutura causal relativística (codificada em c e ds²) são simultaneamente consistentes. Isso leva à visão segundo a qual o tempo não é um parâmetro fundamental, mas uma quantidade emergente proveniente da interseção entre incerteza quântica e causalidade relativística. Analisamos as hipóteses por trás dessa construção, realizamos verificações dimensionais, exploramos limites (ΔE → 0 e ΔE → ∞) e comparamos nossa proposta com abordagens existentes para tempo e espaço-tempo emergentes. A relação resultante não é apresentada como física estabelecida, mas como um candidato matematicamente consistente e conceitualmente transparente para um princípio mínimo de unificação baseado no tempo.