Este ano é o ano internacional de ciência e tecnologia quântica, de acordo com a UNESCO, marcando 100 anos desde que a mecânica quântica foi proposta. A teoria dificilmente precisava da publicidade extra, no entanto.
Veja os artigos de tendências de qualquer revista de ciências e há uma boa chance de histórias quânticas estarem entre os principais rankings. Animais fofos à parte, a física quântica pode ser a história de capa favorita dos fãs de ciências. Mas por que?
Sou jornalista de ciências com um diploma de física, e essa pergunta me fascina. Não é óbvio por que o público está tão extasiado com a física quântica, um campo que é notoriamente difícil de explicar e ainda mais desafiador para se conectar à experiência cotidiana. No entanto, o que eu chamo de “fixação quântica” prevaleceu quase desde que a teoria se originou.
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Tive a oportunidade de pesquisar a popularidade perene da física quântica para a dissertação do meu mestre na comunicação científica, e escolhi mergulhar nos arquivos de Scientific American em busca de uma resposta. Como a revista mais antiga publicada continuamente dos EUA – 180 anos – é uma das poucas publicações de idade suficiente para testemunhar o nascimento da era quântica e ajudou a apresentá -lo ao público.
Ao longo de alguns meses, procurei nos arquivos por artigos com qualquer menção à palavra Quantum Nos últimos 100 anos de cobertura impressa. Ao analisar quem escreveu esses artigos, o que eles escolheram escrever e como eles transmitiram o mundo quântico frequentemente confuso para os leitores em geral, esperava descobrir o que o público achou tão convincente sobre a física quântica.
Acontece que o que nos atrai para a física quântica é as mesmas coisas que seus fundadores acharam repulsivo sobre isso.
Início quântico
Você tem que sentir pena da mecânica quântica às vezes. Os cientistas que o fundaram estavam entre seus críticos mais severos. Em 1905, Albert Einstein popularizou a palavra pela primeira vez Quanta (derivado do termo latino para “quanto”) para descrever a luz como composta por pacotes discretos ou pacotes de energia conhecidos como fótons.
No começo, a teoria quântica era apenas a idéia simples de que a energia veio nessas unidades discretas. Mas mesmo essa noção foi polarizadora porque os experimentos já haviam mostrado que a luz se comportou, em muitas situações, como uma onda.
Mesmo assim, os cientistas estabelecidos lutaram para comunicar idéias quânticas a um público em geral. A teoria quântica foi um afastamento significativo das noções simples e realistas da ciência, onde temos uma correspondência direta entre as palavras a que usamos e os objetos a que estamos nos referindo.
A primeira Lei do Movimento de Newton, por exemplo, descreve como um objeto se move em linha reta, a menos que uma força externa aja sobre ela. Essa massa existe como uma entidade real com propriedades claramente definidas e consistentes que podemos medir.
Mas entre no mundo quântico. Quando descrevemos o comportamento da luz com as mesmas equações que usamos para descrever ondas, isso significa que a luz é uma onda da mesma maneira que um terremoto ou ondulação na água é? Se sim, como também pode ser partícula?
Além disso, neste mundo, relacionamentos causais diretos, como as leis do movimento de Newton, são reescritos em leis de probabilidade. Até os cientistas que escreveram as leis da mecânica quântica lutaram para interpretá -las.
Físico John Gribbin, autor do livro de 1984 Em busca do gato de Schrödinger: física quântica e realidade, Cobriu este período inicial de tumulto. “Acho que parte do apelo da mecânica quântica era que era incompreensível e, portanto, era como magia”, diz Gribbin.
Em um artigo de 1949 que celebra a vida de Einstein, a teoria quântica foi descrita como “heresia” pelo matemático e físico britânico Banesh Hoffmann. A palavra reflete o desconforto dos cientistas com a noção de que uma partícula poderia estar em dois lugares ao mesmo tempo. O próprio Einstein desprezava a natureza probabilística da teoria à qual fez contribuições vitais, dizendo: “Deus não toca dados”.
A idade quântica está aqui
A controvérsia e a falta de clareza do quantum podem ter contribuído para sua popularidade inicial, mas esse centro das atenções empalideceria em comparação com a atenção que recebeu na próxima era. O volume de cobertura quântica em Scientific American Mais do que triplicou entre 1960 e 1980 em comparação com os 20 anos que o precederam. Grande parte dessa cobertura foi escrita por uma nova geração de pesquisadores treinados na teoria quântica durante seus estudos de pós -graduação.
Durante esses anos, o investimento do governo na ciência cresceu à medida que os EUA disputaram a União Soviética para realizar feitos sem precedentes de inovação. Invenções baseadas nas idéias da mecânica quântica, como relógios atômicos e os primeiros lasers e semicondutores, também apareceram.
Essas primeiras tecnologias quânticas dificilmente parecem muito “quânticas” para as pessoas hoje, que se acostumaram com elas na vida cotidiana. Os lasers chegaram a CD players, scanners de código de barras e impressoras de escritório, e muitos de nós agora possuíam milhares de semicondutores na forma de um computador doméstico.
Essa suposição de que qualquer coisa mundana e familiar, por definição, não pode ser quântica também aparece em Scientific American cobertura. Ao longo dos anos, a revista tornou -se cada vez menos propensa a descrever chips de computador ou lasers como tecnologias fundamentalmente “quânticas”. Por outro lado, os escritores tendiam a descrever o mundo quântico como “estranho”, “bizarro” e “surreal”.
Obviamente, esses são adjetivos justos quando se trata de teoria quântica. O mundo quântico desafia nossas intuições básicas e parece aumentar tudo o que pensávamos que sabíamos sobre como o mundo funciona. Na década de 1990, os artigos quânticos se concentraram em explorar a natureza fundamental da realidade. As peças se basearam na idéia de que o universo é composto de pequenas cordas vibratórias e que a mecânica quântica faz com que ele se multiplique em um número incontável de universos ramificados, entre outros conceitos selvagens.
Minha incursão em Scientific AmericanOs arquivos me mostraram que não há uma única coisa que defina o mundo quântico. Não são apenas os níveis de energia discretos dos fótons de Einstein, ou a função de onda que reduz os objetos a probabilidades ou a não local e realidade questionável do universo. Em vez disso, a mecânica quântica lança uma ampla rede sobre o domínio das coisas que não entendemos completamente. E aí está seu apelo: embora parte de nós goste do conforto do familiar, a popularidade duradoura da ciência quântica mostra que os humanos amam que se sentem desafiados, desestabilizados e confusos sobre o mundo em que vivemos.