Aaron O'Connell: Entendendo um objeto quântico visível

Esta é uma representação do seu cérebro. E seu cérebro pode ser dividido em duas partes. A metade esquerda, que é o lado lógico, e depois, a metade direita, que é intuitiva. E assim, se tivéssemos uma escala para medirmos a aptidão de cada hemisfério, poderíamos então, plotar nosso cérebro. E como exemplo, este seria alguém que é completamente racional. Este seria uma pessoa inteiramente intuitiva. Então, onde você colocaria seu cérebro nesta escala? Alguns de nós talvez tenham optado por um destes extremos, mas eu acho que para a maioria das pessoas na platéia, seus cérebros são algo como este -- com uma alta aptidão em ambos os hemisférios, ao mesmo tempo. Não é como se fossem mutuamente excludentes ou algo assim. Você pode ser racional e intuitivo.

E assim, eu me considero uma destas pessoas, junto com a maioria dos outros físicos experimentais quânticos, que precisam de uma boa dose de lógica para concatenar estas complexas ideias. Mas ao mesmo tempo, precisamos de uma boa dose de intuição para fazer os experimentos realmente funcionarem. Como que desenvolvemos esta intuição? Bem, nós gostamos de brincar com as coisas. Então, saímos e brincamos com elas, e depois, vemos como elas se comportam. E daí, desenvolvemos nossa intuição a partir disso. E, na verdade, você faz a mesma coisa.

Então, uma das intuições que vocês devem ter desenvolvido ao longo dos anos é a de que: uma coisa está apenas em um lugar, em um dado momento. Quero dizer; pode parecer estranho pensar sobre um coisa estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo, mas vocês não nasceram com esta noção, vocês a desenvolveram. E eu me lembro assistindo uma criança brincando em um estacionamento. Uma criança que acabara de aprender a andar e ainda não era muito boa nisto e ela caia o tempo todo. Mas eu aposto que brincar com aquela baliza a ensinou uma lição muito valiosa, de que as coisas grandes não o deixam passar diretamente sobre elas, e que elas ficam em um lugar.

E este é um ótimo modelo conceitual para ter sobre o mundo, a menos que você seja um físico de partículas. Seria um péssimo modelo para um físico de partículas, porque eles não brincam com balizas, eles brincam com estas pequenas e estranhas partículas. E quando eles brincam com suas partículas, eles descobrem que elas fazem todo o tipo de coisas realmente estranhas -- como atravessarem paredes, ou que elas podem estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo. E então, eles registraram todas estas observações e chamaram-nas de 'Teoria da Mecânica Quântica'.

E isto era onde a física estava, alguns anos atrás; você precisava da mecânica quântica para descrever pequenas, minúsculas partículas. Mas você não precisa dela para descrever objetos grandes e cotidianos do nosso entorno. Isto realmente não se encaixava bem na minha intuição, e talvez apenas porque eu não brinco com partículas muito freqüentemente. Bem, eu brinco com elas de vez em quando, mas não muito freqüentemente. E eu nunca as vi. Quero dizer; ninguém nunca viu uma partícula. Mas isto também não se encaixava bem no meu lado racional. Pois, se tudo é feito de pequenas partículas e todas as pequenas partículas seguem uma mecânica quântica, não deveriam então, todas as coisas simplesmente seguirem a mecânica quântica? Eu não vejo qualquer razão porque não deveriam. E então, eu me sentiria um bocado melhor sobre essa coisa toda se pudéssemos, de alguma forma, mostrar que um objeto do cotidiano também segue a mecânica quântica. Então, alguns anos atrás, parti para fazer exatamente isso.

Então, eu fiz um. Este é o primeiro objeto que você pode ver e que esteve em uma superposição quântica. Então, o que estamos vendo aqui é um minúsculo chip de computador. E você como que vê... este ponto verde bem no meio. E é sobre este pedaço de metal do qual falarei em alguns instantes. Esta é uma fotografia do objeto. E aqui eu aproximarei um pouco mais. Estamos olhando diretamente lá, no centro. E depois, aqui está um grande, realmente grande close do pequeno pedaço de metal. Então, o que estamos vendo é uma pequena lasca de metal, e que tem o formato de uma prancha de mergulho, e sua ponta ultrapassa uma das bordas. E, pois bem, eu fiz esta coisa quase da mesma forma que se faz um chip de computador. Fui para uma sala asséptica com um confortável macacão de silicone e, em seguida, simplesmente trabalhei em todas as grandes máquinas por 100 horas. No final das contas, tive que construir minha própria máquina -- para fazer este buraco em forma de piscina abaixo do dispositivo. Este dispositivo tem a capacidade de ficar em uma superposição quântica, mas ele precisa de uma pequena ajuda para fazê-lo.

Pois bem, deixem-me dar-lhes uma analogia. Vocês sabem o quanto é incômodo ficar num elevador lotado? Quero dizer, quando estou completamente sozinho em um elevador, faço todo o tipo de coisas estranhas, mas depois, entram outras pessoas e eu paro de fazer essas coisas, porque não quero incomodá-las, ou, francamente, (não quero) assustá-las. Então, a mecânica quântica diz que os objetos inanimados sentem-se da mesma forma. Os passageiros que acompanham os objetos inanimados não são apenas as pessoas, mas são também: a luz que incide sobre eles e o vento que os atravessa e a temperatura do ambiente. E então, se sabemos, se quisermos ver este pedaço de metal se comportar quanticamente, temos que expulsar todos os outros passageiros.

E foi isso que nós fizemos. Apagamos as luzes, e depois o colocamos no vácuo, sugamos todo o ar, e, em seguida, o resfriamos até apenas uma fração de grau acima do zero absoluto. Agora, totalmente sozinho no elevador, o pequeno pedaço de metal está livre para se comportar do modo que quisesse. E então, medimos seu movimento. Constatamos que ele se movia de formas bastante esquisitas. Ao invés de simplesmente ficar totalmente parado, ele vibrava. E o modo como ele vibrava era pulsando, assim -- como que expandindo e contraindo de alto a baixo. E dando-lhe um suave empurrãozinho, fomos capazes de fazê-lo ainda vibrar e não vibrar. ao mesmo tempo -- algo que é possível somente na mecânica quântica.

Ou seja, o que estou contando aqui para vocês é algo verdadeiramente fantástico. O que significa para um objeto estar tanto vibrando quanto sem vibrar ao mesmo tempo? Pois bem, pensemos sobre os átomos. Assim, um cenário: todo o trilhão de átomos que constituem aquele pedaço de metal estão parados e ao mesmo tempo esses mesmos átomos estão se movendo para cima e para baixo. Isso, apenas nos precisos momentos quando estão alinhados. No resto do tempo eles estão deslocados. Isso significa que cada átomo isolado está em dois diferentes lugares ao mesmo tempo, o que significa, por sua vez, que todo o pedaço de metal está em dois diferentes lugares. Eu acho isso realmente legal! (Risos) Realmente.

(Aplausos)

Valeu a pena trancar-me numa sala asséptica para fazer isto, durante todos esses anos. Pois, prestem atenção, a diferença de escala entre um único átomo e aquele pedaço de metal é aproximadamente a mesma diferença entre aquele pedaço de metal e você. Então, se um único átomo pode estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo, e aquele pedaço de metal pode estar em dois diferentes lugares, então, por que não você? Quero dizer; este é apenas o meu lado racional falando. Então, imagine se você estivesse em múltiplos lugares ao mesmo tempo, como que seria isto? Como que nossa consciência lidaria com nosso corpo sendo 'de-localizado' no espaço?

Há mais uma parte nessa história. Foi quando o aquecemos, acendemos as luzes e olhamos dentro da caixa, vimos que a peça de metal ainda estava lá, em um único pedaço. E então, tive que desenvolver esta nova intuição que se assemelha à de que todos os objetos num elevador são realmente apenas objetos quânticos simplesmente amontoados em um pequeno espaço.

Vocês ouvem um tanto de conversas sobre como a mecânica quântica atesta que tudo é interconectado. Bem, isso não é bem verdade; é mais do que isso, é mais profundo. É que essas conexões, suas conexões com todas as coisas ao seu redor, literalmente definem quem é você. E essa é a profunda estranheza da mecânica quântica.

Obrigado.

(Aplausos)