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Física & Química

Existe o efeito borboleta no mundo quântico?

O efeito borboleta correlaciona acontecimentos aparentemente não relacionados. Será que ele ocorre no mundo quântico?

(Créditos da imagem: Pixabay).

Um grupo de pesquisadores conseguiu demonstrar, através de uma simulação de viagem no tempo, que o efeito borboleta não ocorre no mundo quântico – o mundo das coisas menores do que um átomo.

O efeito borboleta é algo que ficou muito conhecido pela série de filmes que leva o mesmo nome. Entretanto, as pessoas não compreendem muito bem do que se trata o fenômeno. Vamos aos conceitos. 

O efeito borboleta faz parte de um campo da matemática chamado de Teoria do Caos. É um campo bastante complexo, que estuda sistemas complexos dinâmicos (por isso o nome caos), e trata os acontecimentos com um certo nível de determinismo.

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Famosa é a frase atribuída a Edward Lorenz: “O bater das asas de uma borboleta no Brasil provocou um tornado no Texas?”. Esse é o título de uma palestra que Lorenz ministrou em 1972, para a Associação Americana para o Avanço da Ciência.

A frase, entretanto, é mal interpretada. Não que a força gerada por uma borboleta aqui seja amplificada por outras e, conforme anda, que tão forte como um furacão, amplificada por outros efeitos e forças místicas. 

É algo muito mais simples do que isso, na verdade. O exemplo da borboleta diz apenas que acontecimentos aparentemente desconectados podem estar indiretamente correlacionados.

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Por exemplo, se o asteroide que gerou a extinção em massa, que por suas vez matou os dinossauros não tivesse atingido a Terra, provavelmente os seres humanos não existiram hoje – o planeta seria totalmente diferente. 

O efeito borboleta e as viagens no tempo

Uma das principais implicações do efeito borboleta está nas viagens no tempo. Se você  já assistiu De Volta para o Futuro deve se lembrar da alteração da linha do tempo quando Doc ou Marty interagiam com as pessoas erradas. 

Bom, a ideia principal é basicamente essa – não sabemos o que uma pequena mudança no passado ocasionaria no futuro. Por exemplo, quem garante que você matando o Hitler quando criança tornaria o mundo melhor? 

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Agora, vamos ao mundo quântico

Ok, um efeito dominó pode ocorrer no nosso mundo, mas a física quântica não é muito intuitiva. É um mundo regido por probabilidades, e as regras desviam completamente da lógica tradicional.

Para testar se o efeito borboleta poderia ocorrer nas dimensões quânticas, os pesquisadores colocaram algumas partículas em superposição quântica: ou seja, em diversos estados diferentes, utilizando um computador quântico.

IBM Q. É um desses que Sinitsyn e Yan utilizaram. (Créditos da imagem: IBM Research).

“Em um computador quântico, não há problema em simular a evolução oposta no tempo, ou simular a execução de um processo no passado”, disse Nikolai Sinitsyn em um comunicado do Los Alamos National Laboratory.

Há “algo” nos elétrons que se chama de spin. É como uma medida. Medimos ele de forma binária: o spin aponta para cima ou para baixo. Estar em superposição significa que ele aponta para cima e para baixo ao mesmo tempo. Na prática, não probabilidades, não sabemos de maneira objetiva como está seu spin.

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Nesse computador, com alguns bits quânticos (qubits), ou seja, as partículas em estado de superposição, eles simularam uma viagem para o passado, e eles retiraram o estado se superposição deles para ver se algo seria alterado do futuro.

“Descobrimos que, mesmo que um invasor realize medições que danifiquem o estado no estado fortemente emaranhado, ainda podemos recuperar facilmente as informações úteis, porque esse dano não é ampliado por um processo de decodificação”, explica Bin Yan, autor do estudo.

A ideia principal deles é ver se alguma informação gravada em qubits, de um computador quântico, poderia ser perdida se a informação fosse interceptada e vista antes do observador final, já que para observá-lo, é necessário o fim do estado de superposição. 

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O estudo foi publicado no periódico Physical Review Letters. Com informações de Science Alert e Los Alamos National Laboratory.


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