No final da década de 1970, o lendário físico John Wheeler fez uma pergunta radical: quando é que o Universo percebeu que estávamos a prestar atenção a uma experiência quântica? Isso realmente importa? A resposta vai contra tudo o que pensávamos saber.
O experimento mental de Wheeler acabou se tornando um experimento real envolvendo o famoso experimento de fenda dupla. Suponha que você tenha uma fonte de luz e uma tela com duas fendas verticais. Quando você ilumina uma fenda, a luz age como ondas. Ele interfere consigo mesmo, produzindo um padrão ondulado na parede oposta, alternando listras claras e escuras. É exatamente assim que as ondas funcionam, e se você se encontrasse em um porto com duas aberturas estreitas, veria as ondas quebrando na costa de maneira semelhante.
Agora, vamos adicionar mais uma camada. Suponha que você introduza um detector na fenda para descobrir de qual fenda veio o fóton. na verdade Atravesse a tela. Quando você faz isso, a natureza ondulatória do fóton desaparece. Você pode ver por qual fenda o fóton passou – mas ele apenas age como uma partícula, e você nunca vê o padrão de interferência na parede oposta.
Quando projetamos experimentos quânticos, devemos optar por estudar as propriedades das ondas ou as propriedades das partículas dos fótons, mas não podemos fazer as duas coisas. Ok, isso é estranho. Mas até agora, esta é uma estranheza quântica padrão.
Wheeler aumentou a aposta. Ele perguntou o que aconteceria se você adiasse. O que acontece se você inserir um detector em uma fenda? voltar O fóton já passou?
Wheeler oferece uma analogia útil. Imagine uma fonte de luz distante, como um quasarpermitindo que a luz viaje bilhões de anos-luz. Alguns desses raios apontam diretamente para nós, enquanto outros seguem um caminho curvo através Lente gravitacionalcomo um enorme aglomerado. Dois feixes chegam à Terra ao mesmo tempo e podemos realizar um experimento para interferir nesses feixes. Nesse experimento, tivemos a opção de estudar a natureza ondulatória ou particulada da luz.
Wheeler adivinhou a resposta. Ele estava certo, e sua correção foi posteriormente confirmada por experimentos. Mesmo que optemos por atrasar, os fótons irão de alguma forma rastreá-lo e mudar se formarem um padrão de interferência.
Como é que isso funciona? Estamos fazendo uma escolha na última etapa de nossa jornada de luz. Como é que os fotões “sabem” antecipadamente que escolhas vamos fazer? Parece que as nossas escolhas sobre o futuro retrocedem no tempo e mudam o comportamento passado dos fotões.
Uma versão atualizada desse experimento, chamada de “apagador quântico de seleção atrasada”, torna o processo ainda mais louco. Neste experimento, os fótons passam por uma fenda. Então, os experimentos determinam se a fenda deve ser monitorada. Depois que os fótons atingiram a tela, o experimentador decidiu ler as informações. Se um experimentador ler informações sobre por qual fenda o fóton passou, nunca haverá um padrão de interferência. Se o experimento descartar informações, um padrão de interferência aparecerá.
Lembre-se, isso é tudo voltar O fóton atingiu a tela.
Wheeler nos ensina como pensar sobre esse problema. Ele achou que era inútil falar sobre fótons “em vôo”. Temos apenas medições e observações – os resultados finais de nossos experimentos. A sequência de eventos e o que aconteceu no experimento em si não são importantes. Os fótons realmente não voam como pensamos, e a dualidade onda-partícula dos fótons não faz sentido na maneira como normalmente pensamos sobre as coisas.
O que obtemos, sejam partículas ou ondas, é o que obtemos. A natureza nos revela quais aspectos da realidade ela é somente quando fazemos medições.
