Incerteza de Heisenberg

Tenho  uma dúvida que ontem me surgiu quando comecei a pensar.
Conheço o principio da incerteza de Eisenberg e até tenho uma ideia de como o explicar. Mas queria uma explicação mais científica sobre a explicação de porque não se pode saber a velocidade e a posição de um electrão ao mesmo tempo?

Na verdade não existe nada de científico nisto.
Isto é um Dogma criado para explicar uma situação que na época não era possível se conseguir.

E este Dogma inclusive foi o inicio da teoria quântica.

Mas nunca existiu uma explicação.
Era apenas "é assim, pq é quântico" e deu.

Ou seja, tínhamos que engolir isto, porque afinal algum cientista bem conceituado falou.

Mas hoje em dia, com aparelhagens mais precisas já se consegue saber exatamente estas duas informações.
E inclusive se evoluiu bem mais que isto no estudo das propriedades do elétron.

Apesar disto, ainda é dado nas escolas como algo que é verdadeiro.. mas não é, nem nunca foi, foi só verdadeiro enquanto não tinhamos aparelhagens adecuadas.

Assim como os antigos pensavam que trovão era a voz do Deus gritanto.
Se estudou mais e se descobriu que não.

Uma pena que graças ao corporativismo científico uma mentira passa a ser considerada verdade, mesmo depois de termos provas ao contrário.

Acho que as teorias vigentes tornaram-se tabus, mas servem ao "Status Quo".

Dê uma olhada na sequência de fotos do enlace e tirem suas conclusões:

https://fisica2100.forumeiros.com/t1327-o-fim-de-tudo

Quem chega ao topo quer que a história termine.

Xevious escreveu:Na verdade não existe nada de científico nisto.
Isto é um Dogma criado para explicar uma situação que na época não era possível se conseguir.

E este Dogma inclusive foi o inicio da teoria quântica.

Mas nunca existiu uma explicação.
Era apenas "é assim, pq é quântico" e deu.

Ou seja, tínhamos que engolir isto, porque afinal algum cientista bem conceituado falou.

Mas hoje em dia, com aparelhagens mais precisas já se consegue saber exatamente estas duas informações.
E inclusive se evoluiu bem mais que isto no estudo das propriedades do elétron.

Apesar disto, ainda é dado nas escolas como algo que é verdadeiro.. mas não é, nem nunca foi, foi só verdadeiro enquanto não tinhamos aparelhagens adecuadas.

Assim como os antigos pensavam que trovão era a voz do Deus gritanto.
Se estudou mais e se descobriu que não.

Uma pena que graças ao corporativismo científico uma mentira passa a ser considerada verdade, mesmo depois de termos provas ao contrário.

Olá! Direto ao ponto.

Sou adepto da ideia de que a física quântica "tradicional" é repleta de afirmações grotescas em disparidade com a realidade, a verdadeira natureza do universo.
Inclusive minha explicação para o fato de ainda não termos computadores quânticos, é que se deve ao fato de ainda não haver medições CORRETAS da natureza quântica da matéria.
Assim como se a eletricidade fosse tratada como algo "místico" e distante da compreensão e controle humano, não teríamos uma série de tecnologias que surgiram graças a conhecerem-se com precisão o que é a eletricidade. Não acha?

Fiquei curioso por saber sobre a fonte ou as fontes de informações a que você teve acesso quando disse que "hoje em dia com aparelhagem avançada conseguem-se saber posição e velocidade de uma partícula quântica ao mesmo tempo". Que equipe alcançou essa façanha tão importante para a verdadeira Ciência? Onde tem o link da reportagem para que eu possa ler?

Desde já agradeço sua disposição e gentileza.
Abraços. o/

Xevious escreveu:Na verdade não existe nada de científico nisto.
Isto é um Dogma criado para explicar uma situação que na época não era possível se conseguir.

E este Dogma inclusive foi o inicio da teoria quântica.

Mas nunca existiu uma explicação.
Era apenas "é assim, pq é quântico" e deu.

Ou seja, tínhamos que engolir isto, porque afinal algum cientista bem conceituado falou.

Mas hoje em dia, com aparelhagens mais precisas já se consegue saber exatamente estas duas informações.
E inclusive se evoluiu bem mais que isto no estudo das propriedades do elétron.

Apesar disto, ainda é dado nas escolas como algo que é verdadeiro.. mas não é, nem nunca foi, foi só verdadeiro enquanto não tínhamos aparelhagens adecuadas.

Assim como os antigos pensavam que trovão era a voz do Deus gritanto.
Se estudou mais e se descobriu que não.

Uma pena que graças ao corporativismo científico uma mentira passa a ser considerada verdade, mesmo depois de termos provas ao contrário.

Rapaz, desculpa mas mentir é muito feio.
Dois estados quanticos não correlacionados não podem ser medidos com precisão ao mesmo tempo. Estes estados obedecem ao principio da incerteza.

Em quase cem anos de experiências realizadas nem uma violou este principio.
Os moderadores deste fórum deviam  estar atentos e banir este tipo de comentários. Sendo este um foram de ciencia, devia presar pela verdade e não induzir as em erro. Este tipo de comentários so leva ha desinformação. Imagio as pessoas que vem aqui na busca de conhecimento e saem daqui não informadas mas com ideias completamente erradas.

newton45 escreveu:Tenho  uma dúvida que ontem me surgiu quando comecei a pensar.
Conheço o principio da incerteza de Eisenberg e até tenho uma ideia de como o explicar. Mas queria uma explicação mais científica sobre a explicação de porque não se pode saber a velocidade e a posição de um electrão ao mesmo tempo?

Newton45 tens varias explicações para este principio umas mais matematicas outras mais fisicas. Não sei o teu nivel de conhecimento em QM mas deduzo que seja ao nivel da divulgação cientifica, por cimo vou tentar dar umas explicação simples e sem fazer uso de analogias para não levar a interpretações erradas.
O principio da incerteza (PI) é uma consequência da natureza ondulatória da matéria (de Broglie) e da quantização da energia (lei de Planck-Einstein).
Relação de Broglie


Relação de Planck


O PI diz-nos que um experimento realizado nas mesmas condiçoes leva a resultados diferentes, diferentemente da mecanica classica.
Imagina qeu queremos medir o momentum (velocidade x massa) e a posição de um eletrão. Para medir a posição teremos de enviar uma onda com um comprimento de onda reduzido para verificar onde ele esta mas quanto menor o comprimento de onda maior a frequencia e segundo a a relação de Planck-Einstein E=hv ou seja iremos enviar uma onda com umamaior energia, esta energia será adsorvida pela particula e transformada em energia cinetica aumentando a velocidade do da particula. Sendo que o contrario se verifica para o momento. Podes ver que isso é coerente com a relação de Broglie. p=h/lambda

De forma mais matemática, o momento e a posição de uma partícula não são verdadeiramente independentes (como operadores). A definição de um depende do outro, pertencem a uma dualidade obrigatória e isto é verdade muito antes de falarmos em física.

Gauss escreveu:De forma mais matemática, o momento e a posição de uma partícula não são verdadeiramente independentes (como operadores). A definição de um depende do outro, pertencem a uma dualidade obrigatória e isto é verdade muito antes de falarmos em física.

A decomposição de velocidade e espaço, além de filosófica, é uma necessidade prática.
Se assim não fosse, não seria possível tomar um trem em estação alguma.

Descoberta incerteza negligenciada nos experimentos do mundo real
Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/01/2024


As pinças ópticas, mostradas aqui prendendo uma micropartícula, estão entre os sistemas impactados por um tipo de incerteza à qual os físicos nunca deram atenção.
[Imagem: Steven Hoekstra/Wikipedia]

Incertezas da ciência

A incerteza é uma companheira constante no reino da mecânica quântica, onde é impossível conhecer simultaneamente a posição e o momento de uma partícula, por exemplo - este conceito é conhecido como princípio da incerteza de Heisenberg.

Mas parece que há também componentes de incerteza no mundo clássico - especificamente no campo da termodinâmica - que os físicos e engenheiros não têm levado em conta.

As equações que descrevem sistemas físicos no nosso mundo cotidiano - que aqui chamamos "clássico", em contraposição ao mundo "quântico" - tipicamente assumem que características mensuráveis do sistema - temperatura ou potencial químico, por exemplo - podem ser conhecidas com exatidão.

Mas o mundo real é mais confuso do que isso e a incerteza é inevitável: As temperaturas flutuam, os instrumentos funcionam mal, o ambiente interfere e os sistemas evoluem com o tempo.

As regras da física estatística já lidam com a incerteza sobre o estado de um sistema, incerteza essa que surge quando esse sistema interage com o seu ambiente. Mas os professores David Wolpert e Jan Korbel, do Instituto Santa Fé, nos EUA, argumentam que existe uma incerteza adicional nos próprios parâmetros termodinâmicos, incorporados nas equações que governam o comportamento energético do sistema, e que também podem influenciar o resultado de um experimento.

"Atualmente, quase nada se sabe sobre as consequências termodinâmicas deste tipo de incerteza, apesar da sua inevitabilidade," disse Wolpert. Por causa disso, ele e Korbel estão estudando maneiras de modificar as equações da termodinâmica estocástica para acomodar essa incerteza adicional.



Incerteza clássica

As equações que descrevem sistemas termodinâmicos geralmente incluem termos definidos com precisão para coisas como temperatura e potenciais químicos. "Mas, como experimentador ou observador, você não conhece necessariamente esses valores com uma precisão muito grande," argumenta Korbel.

Ainda mais vexatório, os dois pesquisadores perceberam que é impossível medir parâmetros como temperatura, pressão ou volume com precisão, tanto por causa das limitações da medição quanto pelo fato de que essas quantidades mudam rapidamente. Um exemplo bem conhecido e incômodo é o do cilindro padrão que definia o peso de um quilograma - seu peso variava de uma medição para outra.
Assim, a incerteza sobre esses parâmetros não influencia apenas as informações sobre o estado original do sistema, mas também como ele evolui, ou seja, sua dinâmica. É quase paradoxal. "Na termodinâmica, você está assumindo a incerteza sobre o seu estado, então você o descreve de uma forma probabilística. E se você tem a termodinâmica quântica, você faz isso com a incerteza quântica. Mas, por outro lado, você está assumindo que todos os parâmetros são conhecido com precisão exata," detalha Korbel.

Incerteza explica variações nos resultados

O reconhecimento dessa incerteza tem implicações para uma série de sistemas naturais e de engenharia. Se uma célula precisar sentir a temperatura para realizar alguma reação química, por exemplo, sua precisão será limitada. A incerteza na medição da temperatura pode significar que a célula realiza mais trabalho - e utiliza mais energia. "A célula tem que pagar esse custo extra por não conhecer o sistema," disse Korbel.

As pinças ópticas oferecem outro exemplo. São feixes de laser de alta energia configurados para criar uma espécie de armadilha para capturar partículas. Os físicos usam o termo "rigidez" para descrever a tendência da partícula de resistir ao movimento da armadilha. Para determinar a configuração ideal dos lasers, eles medem a rigidez com a maior precisão possível. Eles normalmente fazem isso realizando medições repetidas, assumindo que a incerteza surge da própria medição.

Mas Korbel e Wolpert oferecem outra possibilidade: A de que a incerteza surge do fato de a própria rigidez poder mudar à medida que o sistema evolui. Se for esse o caso, medições idênticas repetidas não irão capturá-la, e encontrar a configuração ideal permanecerá difícil. "Se você continuar fazendo o mesmo protocolo, então a partícula não termina no mesmo ponto, você pode ter que dar um pequeno empurrão", o que significa trabalho extra que não é descrito pelas equações convencionais.

E essa incerteza pode ocorrer em todas as escalas: O que muitas vezes é interpretado como incerteza na medição pode ser uma incerteza disfarçada nos parâmetros. Talvez uma experiência tenha sido feita perto de uma janela onde o Sol brilhava e depois repetida quando estava nublado. Ou talvez o ar condicionado tenha ligado entre várias tentativas. Nestas e em muitas situações, é realmente relevante prestar atenção nesse outro tipo de incerteza, negligenciado pela física e pela engenharia até agora.

Bibliografia:

Artigo: Nonequilibrium thermodynamics of uncertain stochastic processes
Autores: Jan Korbel, David H. Wolpert
Revista: Physical Review Research
Vol.: 6, 013021
DOI: 10.1103/PhysRevResearch.6.013021

fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=incerteza-negligenciada-pelos-fisicos-explicar-variacoes-experimentos&id=010170240123&ebol=sim

Mais:

Caos é o elo perdido entre a física quântica e a termodinâmica
https://fisica2100.forumeiros.com/t2139-caos-e-o-elo-perdido-entre-a-fisica-quantica-e-a-termodinamica?highlight=caos

Incerteza numa fenda simples
https://fisica2100.forumeiros.com/t1996-incerteza-numa-fenda-simples?highlight=incerteza

Enfim a incerteza era nos instrumentos .. acontece