O físico rebelde tentando consertar a mecânica quântica

Print Friendly, PDF & Email
Einstein Cartoon
https://www.nytimes.com/2020/06/25/magazine/angelo-bassi-quantum-mechanic.html
https://www.nytimes.com/2020/06/25/magazine/angelo-bassi-quantum-mechanic.html

De Bob Henderson

25 de junho de 2020

“O que me surpreende é que a mecânica quântica tem apenas 100 anos ”, disse o físico Angelo Bassi. Estávamos conversando do outro lado de uma mesa de piquenique em um campus monótono da era soviética em Zagreb, uma brisa do início do outono agitando as folhas amareladas de algumas árvores próximas. “É um bebê, não é nada – 100 anos na história da ciência. Como você pode parar por aí? Não faz sentido de nenhuma maneira que você veja. Sentamo-nos à sombra de um prédio bege manchado de ferrugem, onde Bassi estava prestes a falar em uma oficina para físicos especializados no assunto centenário.

Apesar dos anos avançados da teoria, mesmo os adultos com formação superior tendem a ter apenas um senso nebuloso do que a mecânica quântica diz. E por uma boa razão. Embora os físicos o usem para prever o comportamento das partículas fundamentais, como elétrons, que compõem átomos e fótons que compõem a luz, e apesar de ter sido a base de muitas das tecnologias de assinatura do século XX (incluindo , lasers e computadores), a teoria confundiu até os cognoscentos desde o seu início na década de 1920. Isso porque, embora seja espetacular em fazer previsões, não descreve o que realmente está acontecendo sob o capô da natureza para que esses resultados ocorram. Seria uma coisa admitir que a ciência talvez nunca seja capaz de explicar, digamos, as experiências subjetivas da mente humana.

Bassi, físico teórico de 47 anos da Universidade de Trieste, no nordeste da Itália, é destaque entre uma minoria minúscula de rebeldes na disciplina que rejeita essa conclusão. “Acredito firmemente que física são palavras, em certo sentido”, disse ele do outro lado da mesa de piquenique. E enquanto todas as outras palestras do workshop se concentraram nas implicações empíricas da mecânica quântica, Bassi defenderia o que a grande maioria de seus colegas considera uma idéia altamente implausível: que a teoria sobre a qual repousa quase toda a física moderna deve ter algo de errado com isso – precisamente porque não pode ser colocada em palavras.

Obviamente, muito da mecânica quântica pode ser dito com palavras. Como o fato de que o futuro paradeiro de uma partícula não pode ser especificado pela teoria, apenas previsto com probabilidades. E que essas probabilidades derivam da “função de onda” de cada partícula, um conjunto de números que varia ao longo do tempo, conforme uma equação elaborada por Erwin Schrödinger em 1925. Mas como os números da função de onda não têm significado óbvio, a teoria apenas prevê o que os cientistas podem ver no instante da observação — quando todas as possibilidades latentes da função de onda parecem colapsar para um resultado definitivo — e não fornece nenhuma narrativa para o que as partículas realmente fazem antes ou depois disso, ou mesmo quanto a palavra “partícula” é apropriada para o mundo não observado. A teoria, de fato, sugere que as partículas, enquanto não estão sendo observadas, comportam-se mais como ondas — um fato chamado “dualidade onda-partícula” que está relacionado a como todas essas possibilidades latentes parecem indicar que uma partícula não observada pode existir em vários lugares ao mesmo tempo. O ato de observação propriamente dito é postulado de alguma forma para converter essa situação absurda no mundo que vemos, de objetos com localizações definidas e outras propriedades. Isso faz com que os seres humanos, que afinal são os que fazem as observações, sejam os responsáveis por conjurar a realidade que experimentamos de um mundo subterrâneo sombrio que a mecânica quântica implica que é simplesmente incognoscível. Isso faz com que os seres humanos, que afinal são os que fazem as observações, sejam os responsáveis ​​por conjurar a realidade que experimentamos de um mundo subterrâneo sombrio que a mecânica quântica implica que é simplesmente incognoscível.

Argumentos sobre a teoria quântica tendem a se transformar em especulação filosófica não testável. Mas o que torna Bassi excepcional, mesmo entre os rebeldes, é sua convicção de que os experimentos mostrarão em breve que a mecânica quântica é de fato apenas aproximadamente correta, a mera ponta de uma teoria mais profunda e fundamental que descreverá os objetos e mecanismos que formam partículas fundamentais, agem da maneira que agem, sem nenhuma referência ao papel da observação humana. E o que o torna ainda mais excepcional é seu sucesso em obter tais estudos do campo. A pesquisa de Bassi concentra-se em uma possível alternativa à mecânica quântica, uma classe de teorias chamada “modelos de colapso objetivo” que não se baseia na observação humana para reduzir as possibilidades de uma função de onda a um único resultado, mas que invoca um objetivo, processo físico para fazer o trabalho, esteja alguém olhando ou não. Agora, Bassi está liderando o experimento mais ambicioso até o momento que poderia mostrar que o colapso objetivo realmente acontece.

Se ele estiver certo, as implicações para a física, a tecnologia e, sim, até a filosofia, seriam imensas. Tal resultado diria questões do que podemos esperar entender sobre o mundo e, inversamente, quais perguntas estão destinadas a permanecer para sempre fora dos limites.

Alguns dias antes da palestra de Bassi em Zagreb, participei da primeira aula de seu curso de mecânica quântica no campus da Universidade de Trieste, que coroa uma colina alta com vista para a cidade em forma de crescente e o Mar Adriático. Bassi usava uma camiseta preta de mangas compridas e jeans skinny que, com seu corpo esbelto e mãos grandes, lhe davam, enquanto passeava e gesticulava na frente da sala, o aspecto de uma mímica desajeitada.

Ele estava falando italiano. Eu não falo italiano, mas quando ele marcou “F = ma” no quadro, pude ver que ele estava revisando as leis do movimento de Newton, também conhecidas como mecânica clássica. A mecânica clássica faz um bom trabalho ao explicar os movimentos de coisas muito maiores que os átomos, como bactérias, bolas de beisebol e planetas. E, embora fazer essas previsões exija matemática, entender o significado da teoria não. Bassi desenhou um ponto no quadro e depois uma linha curvilínea com uma flecha no final: uma partícula movida por uma força no espaço. Adicione a essa imagem a premissa de que as bolas de beisebol e o resto são apenas coleções dessas partículas e você pode dizer em quatro palavras, como Bassi repetidamente me fez, como a mecânica clássica diz que o mundo funciona: “partículas sujeitas a forças”.

Bassi então escreveu a equação de Schrödinger no quadro — a atualização da teoria quântica para “F = ma”, uma combinação moderadamente mais complicada de letras e números que ainda se aplica às bolas de beisebol e ao resto, mas também às moléculas e átomos. O próprio Schrödinger, tão desconcertado quanto qualquer um pela falta de descrição da teoria quântica, achou que ela era simplesmente incompleta — uma conclusão compartilhada por seu contemporâneo Albert Einstein, perguntando a um colega se ele realmente acreditava que a lua não estava lá quando ninguém estava olhando. Mas para a maioria dos outros fundadores da mecânica quântica, em particular o altamente influente Niels Bohr, as limitações da teoria simplesmente sinalizavam que a física havia chegado a um beco sem saída, que não poderia ir mais longe ao revelar a verdadeira natureza da natureza, e que teria que se contentar com seu pão e manteiga para fazer previsões. “Cale a boca e calcule”, disse certa vez um teórico para resumir essa postura, que hoje se tornou mais ou menos ortodoxia da física e a maneira como o assunto é ensinado na maioria dos livros e universidades.

Ainda assim, um verdadeiro zoológico de conjecturas sobre o que a mecânica quântica realmente pode implicar sobre o mundo foi promovido por físicos e filósofos ao longo dos anos, incluindo alguns que postulam universos paralelos e outros um status especial para a mente humana. E a exaustividade da teoria ainda é questionada por alguns céticos, incluindo o ganhador do Nobel Steven Weinberg, cujo livro sobre o assunto expressa sua esperança de que uma teoria melhor apareça e revele a história que a mecânica quântica se recusa a contar.

Schrödinger cunhou um termo — “entrelaçamento” — pelo modo como a própria mecânica quântica pode explicar sua relutância: as funções de onda de quaisquer dois objetos em interação, incluindo observador e observado, se entrelaçam em um. Isso coloca um pesquisador sondando o mundo subatômico em uma posição semelhante à de uma gota de água tentando deduzir as dimensões de outra, tocando-a: Como o resultado final é uma gota grande, a gota de observação pode calcular o volume observado (subtraindo seu próprio volume inicial do volume da grande gota), mas não consegue reunir sua forma original. O emaranhamento pode ser responsável por manter a realidade objetiva atrás de um véu.

No entanto, Schrödinger também apresentou seu famoso paradoxo de gato para argumentar que a mecânica quântica não pode ser a história toda.

Ele imaginou um gato trancado em uma caixa com um frasco de veneno e uma substância radioativa que, de acordo com sua equação, tem 50% de chance de emitir uma partícula que quebra o frasco e mata o gato no tempo que antecede a consulta de um pesquisador. Agora, antes dessa observação, a mecânica quântica representa a partícula com uma função de onda que encapsula seus dois destinos potenciais (emitidos ou não) e isso sugere que a partícula não realizou nenhum. Ao mesmo tempo, o entrelaçamento entrelaça essa função de onda com as do frasco e do gato, unindo seus destinos. Isso leva a uma descrição claramente absurda da situação na caixa antes de ser aberta: a partícula não é emitida nem não; o frasco não está quebrado nem não; e o gato não está morto nem vivo. Claramente, concluiu Schrödinger, algo está faltando nesta imagem.

Mas o que falta, diz a ortodoxia, é uma compreensão do que é realmente a física. “Física”, escreveu Bohr, “deve ser encarada não apenas como o estudo de algo a priori, mas como o desenvolvimento de métodos para ordenar e pesquisar a experiência humana”.

Se tudo o que pedimos à física é que ela descreva a experiência humana, o paradoxo desaparece. A mecânica quântica prevê, corretamente, que o pesquisador, ao abrir a caixa, tem a probabilidade de encontrar o resultado feliz como a alternativa. E é isso. Perguntar a condição do gato antes disso é, do ponto de vista da ortodoxia, tão inapropriado quanto perguntar para que lado fica o norte do Polo Norte.

De todas as coisas estranhas sobre a mecânica quântica, essa limitação do conhecimento é a mais estranha e a mais profunda. Isso sugere que o modelo mais preciso do mundo para os cientistas não pode descrever o que está por trás de nossas observações — ou mesmo ser específico sobre o que “observações” realmente são e quais são seus efeitos. Eles afetam o gato? Ou eles só acontecem na mente do observador? E embora a maioria dos físicos hoje tenha perdido a esperança de responder a essas perguntas, Schrödinger, como Einstein, nunca o fez. Ele chamou a falta de descrição de “aspecto provisório muito superestimado” da teoria que ele ajudou a inventar, uma que resultou, ele acreditava, de um desejo humano demais de seus colegas físicos de acreditar que haviam encontrado na mecânica quântica uma verdade duradoura. .

Weinberg, que escreveu um livro intitulado “Sonhos de uma teoria final”, refletiu por telefone comigo sobre a possibilidade de que a mecânica quântica realmente seja a verdade, de tal forma que a teoria final com a qual os físicos sonham apenas abordaria a experiência humana e não diria nada sobre a natureza. além disso. “Isso seria horrível para mim”, disse ele. “De fato, eu posso quase concluir que, se é assim, que diabos é isso.”

Ainda assim, em grande parte porque a mecânica quântica passou em tantos testes extraordinariamente precisos, os modelos de colapso geralmente são descartados quando considerados, e poucos físicos acham que Bassi terá sucesso. Até Weinberg, por telefone, caracterizou sua busca como “interessante”, mas “até certo ponto assobiando no escuro”.

No dia seguinte à sua palestra em Trieste, Bassi estava me levando com seu Peugeot azul e castigado pelo tempo até sua cidade natal, Colloredo di Prato. Enquanto os Alpes com dentes de serra cortavam o céu pela janela do passageiro, perguntei como eram as coisas quando ele estava crescendo.

“Havia esse aspecto moral do trabalho”, disse ele, “que agora em certo sentido está perdido”. Os jovens agora, disse ele, estão preocupados demais com “sucesso” e “serem conhecidos”.

“Sucesso não é nada”, ensinou seu pai. “O trabalho adequado é o que conta.”

Embora Colloredo di Prato e Trieste estejam a apenas uma hora de carro, eles são, ele me disse, “realmente dois mundos diferentes”. Trieste, criada ad hoc como um porto, é uma cidade de comerciantes, de compra e venda. Sua região natal, mais para o interior e com uma história mais longa, é um lugar de artesãos e fazendeiros, de fazer e crescer. E você poderia muito bem dizer “realmente duas épocas diferentes” sobre a primeira infância de Bassi, que era praticamente pré-industrial. Sua primeira casa era um bloco de apartamentos de dois andares — o mesmo em que seu pai cresceu — onde um punhado de famílias vivia e dividia um pátio para seus cavalos, porcos e vacas. Ainda hoje existe uma casinha de pedra e, embora o encanamento interno tivesse chegado quando Bassi nasceu, a televisão não. Suas primeiras memórias incluem executar recados antiquados com sua mãe, à fábrica de grãos local e à queijaria. Um de seus primeiros amigos foi uma galinha. A irmã mais velha de Bassi, Ivana, lembra com carinho a maneira como o pequeno Angelo se sentava no meio da rua e “mima sua amada galinha”.

O pai era ferreiro, a mãe, enfermeira. Seu pai morreu há quatro anos, mas Bassi liga para sua mãe todos os dias e eles falam, como sempre, em Friulano, a língua outrora dominante da área que agora está sendo rapidamente substituída pelo italiano.

De pé em seu pátio de infância, cercado pelas paredes de pedra com remendos de palheiros vazios e apartamentos abandonados, é tentador traçar uma linha entre a educação de Bassi no Velho Mundo e suas visões fora de moda sobre a física. Sem mencionar a igreja, a menos de cem metros de distância, cuja torre sineira ainda paira sobre toda a cena encantadora, mas decadente. Bassi é um católico praticante e um crente em Deus, algo que ele diz ser “incomum”, mas “não raro” entre seus colegas da universidade. Einstein chamou sua própria crença de que a realidade poderia ser entendida como “religião”, e me perguntei se há uma conexão entre a fé religiosa de Bassi e a que se tornou essencialmente uma posição de extrema direita na física. Perguntei a ele na mesa de piquenique em Zagreb.

Ele pensou por um momento.

“Sim, é assim”, disse ele. “A ideia de que existe verdade e simplicidade por trás dos fenômenos, se você desejar, pode relacioná-la diretamente com a fé em Deus, que é uma unidade que dá origem a tudo”.

Ele parou de novo.

“Mas também é um sentimento íntimo”, acrescentou. “Não é necessário que eu queira vincular as duas coisas.”

Esse sentimento, ele me disse, é sustentado por sua experiência.

“As coisas simples da vida são as mais genuínas”, explicou. “Quando uma pessoa é simples, ele é uma pessoa melhor.”

A ideia de que o universo é mais simples do que parece é sustentada pelo modo como os avanços da física, de Newton a Einstein e além, são responsáveis ​​por mais e mais fenômenos com cada vez menos equações. Mas como argumenta o físico N. David Mermin da Cornell University — um defensor da ortodoxia e provavelmente a inteligência por trás da frase “cale a boca e calcule”, que prometeu que a lua não está comprovadamente lá quando ninguém está olhando — argumenta, tendo uma assistência do filósofo do século XVIII David Hume, precedentes históricos e raciocínio indutivo não podem provar nada, até mesmo como é a realidade. Aprecio a humildade desse argumento e disse isso a Bassi do outro lado da mesa.

Na verdade, existe “arrogância”, ele respondeu, na suposição da ortodoxia de que a mecânica quântica está correta.

“Essa atitude bloqueia a pesquisa no final do dia”, disse ele. “Mesmo que o mundo não seja compreensível, não há razão para acreditar que chegamos ao fundo com a mecânica quântica.”

Bassi me disse que começou na física com muito mais interesse na iluminação que as teorias fornecem do que em sua utilidade. Muitos estudantes de olhos estrelados começam da mesma maneira, mas a mecânica quântica tem uma maneira de despejar água em seus sonhos. (Como alguém que terminou seu Ph.D. em física apenas para mudar para uma carreira em finanças, uma vez que a iluminação e o emprego pareciam fora de alcance, escrevo aqui por experiência própria.)

“Quando você é estudante, é claro, acredita no professor”, diz Detleff Dürr, físico matemático da Universidade Ludwig Maximilian de Munique e mentor de Bassi. “Você pensa: OK, há algo na natureza, algo que está realmente além do nosso entendimento.”

No entanto, um estudante que se inclina a questionar a ortodoxia não poderia ter escolhido um lugar e um tempo muito melhores do que a Universidade de Trieste na década de 1990. Giancarlo Ghirardi, que ensinou a primeira aula de Bassi em mecânica quântica e mais tarde se tornou seu orientado no seu Ph.D., e que morreu em 2018, é lembrado na universidade como um professor dedicado e talentoso. Mas fora de Trieste, Ghirardi é mais conhecido por ser um dos arquitetos de modelos de colapso objetivo, que têm o potencial de resolver o debate sobre o que significa mecânica quântica.

Em termos gerais, existem duas opiniões sobre essa questão. Uma é a ortodoxia, também chamada de anti-realismo (embora geralmente apenas pelos não-ortodoxos; os físicos tendem a recuar ao serem rotulados como algo além de alguma versão do realista. Mermin, por exemplo, prefere o termo “realista participativo”). Os anti-realista são os herdeiros intelectuais de Bohr que acreditam que a física pode apenas descrever a experiência humana da realidade, e que os paradoxos da teoria quântica resultam de tentativas equivocadas de usá-la para discernir a natureza da própria realidade.

Depois, há os realistas (como se chamam alegremente), que são, vagamente, os descendentes de Schrödinger e Einstein, e que acreditam que a física pode e deve descrever o mundo como ele existe à parte de nós – explicando, por exemplo, o que é acontecendo com aquele gato na caixa. Duas maneiras de reconciliar a teoria quântica com o realismo ganharam força. Um, conhecido popularmente como “muitos mundos”, argumenta que todas as possibilidades codificadas nas funções das ondas realmente acontecem, de modo que o gato de Schrödinger vive e morre (e, de maneira mais geral, que tudo o que pode acontecer acontece), embora em diferentes ramos de um vasta e crescente multidão de universos. O outro, chamado mecânica bohmiana, salva a imagem das “partículas sujeitas a forças” de Newton e atribui ao gato um único destino, mas apenas dando às partículas poderes aparentemente sobrenaturais, como a capacidade de influenciar os movimentos uns dos outros através das distâncias cósmicas instantaneamente e de esconder efetivamente muitos desses movimentos das experiências.

“Você deve remover a palavra ‘partícula' do seu vocabulário”, explica Bassi. “É tudo sobre gelatina. Um elétron pode estar aqui e ali e é isso. “

Ambas as opções são estranhas e têm o embaraço de características eternamente invisíveis — tais são as contorções que os físicos devem fazer ao imaginarem realidades consistentes com as previsões bizarras da teoria quântica —, mas também ilustram possíveis maneiras que a mecânica quântica pode realmente descrever e prever. O verdadeiro problema é que essas realidades alternativas estão em desacordo umas com as outras e com as de outras interpretações concorrentes. E que, como meras interpretações da teoria quântica não fazem novas previsões, os experimentos não podem escolher entre elas, de modo que o que uma pessoa favorece é uma questão de gosto.

“Eu sempre o considerei um jogo vazio”, diz Stephen Adler, físico do Institute for Advanced Study em Princeton, e outro mentor e colaborador da Bassi. “Física é um assunto experimental. Se eles não podem ser distinguidos experimentalmente, não me importo com a sua interpretação.

Ghirardi e seus colegas chegaram a modelos objetivos de colapso realizando um delicado transplante conceitual que retirou as referências da teoria quântica à observação e as substituiu por um novo termo matemático adicionado à equação de Schrödinger. Ao induzir o colapso objetivo, o novo termo transformou a teoria de uma que descreve o que os observadores veem em uma que descreve o mundo como ele é (supondo, é claro, que a teoria esteja correta). O difícil foi encontrar uma maneira de fazer isso que não fizesse com que a nova teoria contradissesse nenhuma das muitas previsões infalíveis da mecânica quântica. O truque, ao que parece, era dotar partículas fundamentais de algumas novas propriedades descoladas.

“Você deve remover a palavra ‘partícula' do seu vocabulário”, explica Bassi. “É tudo sobre gelatina. Um elétron pode estar aqui e ali e é isso”.

Nesta teoria, as partículas são substituídas por uma espécie de híbrido entre partículas e ondas: bolhas gelatinosas que podem se espalhar no espaço, se dividir e recombinar. E, crucialmente, as ‘bolhas' têm um tipo de timidez embutida que explica a dualidade de partículas de onda de uma maneira independente da observação humana: quando uma ‘bolha' encontra uma multidão de outras, ela reage rapidamente encolhendo a um ponto.

“É como um polvo que quando você os toca: Opa!” diz Bassi, dobrando as pontas dos dedos com força para evocar tentáculos fazendo o mesmo.

Se o colapso objetivo for confirmado, a crença da ortodoxia de que as leis da física devem inevitavelmente nos referir a elas perderá sua principal motivação. O modo como o mundo funciona será novamente expressável em palavras. “Gelatina que reage como um polvo” serão as novas “partículas sujeitas a forças”. Serão identificados novos fenômenos exóticos que podem gerar tecnologias atualmente inconcebíveis. O gato de Schrödinger viverá ou morrerá, independentemente de quem olha ou não. Até a imprevisibilidade do mundo subatômico pode se tornar ilusória, uma falsa impressão dada por nossa ignorância das entranhas de polvos. O único problema, na década de 1980, quando os modelos de colapso foram concebidos, era que os desvios que eles previam da teoria quântica eram tão pequenos que nenhum experimento viável poderia esperá-los.

Mas a tecnologia percorreu um longo caminho até 2004, quando Adler pediu a Bassi para colaborar com ele no cálculo das consequências observáveis ​​do colapso. Desde então, Bassi construiu uma carreira inventando maneiras de discernir evidências de uma realidade baseada em polvos. Como teórico, Bassi não realiza os experimentos, mas coloca o progresso de outras maneiras, como inspirar experimentalistas como Catalina Curceanu, pesquisadora líder do Instituto Nacional de Física Nuclear da Itália.

“Fiquei muito, muito fascinada pela heresia de alguém querer mudar a equação de Schrödinger”, disse-me Curceanu.

Sua instituição administra um laboratório sob a montanha italiana Gran Sasso, e seu experimento reaproveitou os detectores de matéria escura para procurar a radiação de raios-X que a equipe de Bassi calculava deveria ser emitida por grande quantidade de polvos minúsculos: Opa! Opa! Opa!

Em outros casos, a equipe de Bassi retirou dados de experimentos que nada têm a ver com o colapso, realizados por pessoas que não têm ideia de como seus resultados seriam redirecionados. Até o momento, nenhuma das vibrações reveladoras que os modelos de colapso preveem, ou efeitos como a radiação que deveria resultar deles, apareceram. No entanto, cada nova análise forneceu informações úteis, colocando limites sobre o quão alto o Opa! pode ser, bem como em que frequência ou densidade.

O jogo de ouvir cada vez mais cuidadosamente quanto a um ruído e estabelecer limites cada vez menores de volume soa tão potencialmente interminável quanto o impasse original sobre o que significa mecânica quântica. E seria, mas por um fato importante: para que os modelos objetivos de colapso sejam consistentes com o fato de que objetos macroscópicos têm posições definidas e outras propriedades (incluindo gatos sempre mortos ou vivos), o ruído deve ser mais alto do que um nível específico , uma espécie de murmúrio mínimo. A diferença entre esse mínimo e o máximo estabelecido pelos experimentos de detecção de vibração é uma medida de quanto do jogo de escuta resta para jogar. Bassi o acompanha com uma espécie de tabela de desempenho bidimensional e multicolorido chamado “gráfico de exclusão” — volume em um eixo, por outro lado — em que os níveis de ruído descartados pelas experiências são sombreados e o espaço em branco restante indica a região ainda a ser explorada. Bassi chama essa área de “grande deserto” e coloca o enredo em muitos de seus trabalhos, cada vez com um pouco menos de deserto.

O deserto permanece grande: cerca de 10 ordens de magnitude de largura, o que, em termos de distância, implica um intervalo entre a largura de um grão de areia e a dos Estados Unidos. Vasculhar tudo isso pode levar décadas ou mais. Mas outra maneira pela qual Bassi está trabalhando para acelerar o jogo é fazer com que os primeiros experimentos sejam feitos sob medida para detectar colapsos objetivos, incluindo um chamado TEQ (Testando o limite de grande escala da mecânica quântica).

“TEQ”, explica Hendrik Ulbricht, da Universidade de Southampton, Inglaterra, “é um projeto europeu que foi financiado com bastante dinheiro, na verdade, apenas para testar modelos de colapso, para fazer nada além de procurar esse ruído”.

Bassi orquestrou o esforço de arrecadação de fundos que levou a uma subvenção de 4,4 milhões de euros da Comissão Europeia para a TEQ, e Ulbricht é o experimentalista que está construindo o aparelho e que fará os testes em seu laboratório a partir do final de 2021. A ideia é para escanear uma nova faixa de deserto levitando um cordão de vidro de cem nanômetros com uma teia de campos elétricos dentro de uma geladeira de alta tecnologia e monitorando o movimento do cordão com lasers. Toda a engenhoca de aço e vidro, quando terminar, terá cerca de um metro e meio de altura e, se funcionar como planejado, detectará Opas que fazem história como vibrações do cordão que excedem o que a mecânica quântica prediz, ou cortam mais duas ordens de magnitude do deserto, encolhendo seu tamanho desde o dos Estados Unidos até o de Nova York, medido do topo do Bronx até o no fundo de Staten Island/NY.

Bassi é o principal investigador do projeto, essencialmente seu CEO, um papel incomum para um teórico, mas que funciona “realmente muito bem”, disse Ulbricht, porque a pontualidade de Bassi impõe uma disciplina aos outros oito grupos de pesquisa, além dos que colaboram no trabalho de Ulbricht. espalhados por toda a Europa.

“Você viu o laptop dele?” Ulbricht me perguntou quando visitei seu laboratório, as sobrancelhas erguidas com admiração pelo sistema de arquivamento aparentemente impressionante de Bassi. Mas o que Ulbricht considera particularmente distinto na abordagem de Bassi são suas diferentes maneiras de lidar com a física e as pessoas.

“Quando falamos de física, ele se torna um investigador e realmente faz perguntas onde às vezes você sente que é desagradável”, ele me disse. “Ele está investigando e realmente quer saber: ‘É isto ou aquilo?'”

“Ao mesmo tempo”, disse Ulbricht, “ele é muito gentil e sabe por onde parar. Acho que ele poderia facilmente provar que estou errado e dizer que o que estou trazendo não faz sentido. Mas quando ele sente que chegou a um ponto em que não posso mais ser pressionado, ele para para falar sobre o tempo ou algo assim”.

Os amigos de Bassi citam uma dualidade semelhante, quase semelhante a uma onda.

“Se ele tem uma ideia clara de como ele gosta”, diz um deles, “deve ser exatamente do jeito que ele gosta. Não há compromissos”.

Isso se aplica à maioria das coisas, da física à comida. “Mesmo sendo italiano, ele odeia lasanha”, diz outro amigo, “porque mistura todos os ingredientes. Para Angelo, deve ser um bife aqui, batata ali e talvez um pouco de cobertura por lá. Ele é muito preciso. Mas quando se trata de pessoas, os dois amigos concordam, Bassi é muito mais gentil, educado e “muito socialmente consciente” — o tipo de pessoa que garante que ninguém em um jantar seja deixado de fora da conversa e que seja tagarela e falador, brincalhão como regra. Sua versão de conversa fiada é um fluxo constante de queixas engraçadas sobre coisas que não são exatamente do jeito que ele gosta e escavações de bom humor voltadas para as idiossincrasias dos outros, como quando eu lhe disse que meu café da manhã típico é um monte de ingredientes misturados em uma batida.

“Não somos mais amigos”, disse ele com um olhar sério.

Quando o visitei, foi logo após a lua de mel. Ele se casara com uma advogado de Trieste chamada Chiara.

“Quanto esse cara fala?” Chiara me disse que foi sua primeira reação ao comentário sem parar de Bassi. Ela, como todos os outros conhecidos de Bassi com quem falei, descreve seu novo marido como um livro aberto. E, depois de uma semana examinando-o com todo tipo de perguntas, observador do observado, não posso discordar. Bassi dá toda a aparência de ser, ou pelo menos tenta ser, tão transparente quanto ele acredita que a física deveria ser.

Schrödinger — que, aliás, especulou que as partículas subatômicas poderiam realmente ser “geleias sem estrutura” — equiparou o nascimento da ciência ao surgimento entre os filósofos gregos antigos da ideia de “que o mundo ao seu redor era algo que poderia ser entendido, se alguém só tivesse o trabalho de observá-lo adequadamente”.

É assim que Bassi vê o TEQ. Certa vez, ele me disse que tem “100% de certeza” de que a TEQ ou algum experimento futuro achará a mecânica quântica necessária, uma opinião que ele admite totalmente se basear em sua filosofia e não em fatos. Ulbricht, por sua vez, é agnóstico sobre o que o TEQ encontrará, mas discorda de uma crítica comum de que é motivada apenas pela filosofia, uma vez que os modelos de colapso são amplamente percebidos como artifícios do tipo do feito por Rube Goldberg, projetados para satisfazer um desejo de compreensão de um mundo tornado insondável pela mecânica quântica.

“Temos que trazer de volta a filosofia”, disse ele. “Há uma previsão clara do que a mecânica quântica diz e uma previsão clara do que os modelos de colapso dizem. O que esses experimentos podem oferecer é que eles podem decidir. ”

O pragmatismo de Ulbricht é de fato mais representativo da equipe da TEQ do que qualquer evangelismo de derrubar a ortodoxia. Mauro Paternostro, um teórico da Queen's University Belfast que ajudou Bassi e Ulbricht a tirar TEQ do chão, está tão convencido de que a mecânica quântica está correta quanto Bassi. E a colaboração ainda inclui membros da ortodoxia portadores de cartões, incluindo Caslav Brukner, físico do Institute for Quantum Optics e Quantum Information, que descartou os sonhos do realista dizendo: “Essa história já acabou”. Ainda assim, ele escreveu mais tarde por e-mail: “precisamos estender o regime de parâmetros sobre o qual nossas teorias existentes são testadas”. Em outras palavras, alguém precisa verificar duas vezes o deserto antes de apagar as luzes do realismo para sempre.

Ironicamente, os dedos de Bassi podem estar no interruptor se as experiências descartarem os modelos. Por outro lado, ele me confessou, se tivesse estudado com um Bohmiano como Dürr, em vez de com Ghirardi, ele também provavelmente se tornaria um crente na mecânica Bohmiana. Nesse universo alternativo, ele não esperaria que os experimentos detectassem desvios da mecânica quântica e provavelmente aceitaria as peculiaridades dessa teoria como simplesmente refletindo uma realidade subjacente peculiar que não pode ser observada diretamente. O que torna as crenças de Bassi pelo menos em parte uma questão de sorte — e talvez, como são para muitas pessoas em muitos campos, em parte uma adaptação ao seu trabalho. Perguntei a ele na mesa de piquenique qual a importância que ele achava de suas crenças para o trabalho.

“As condições de trabalho, em certo sentido, são realmente miseráveis”, respondeu ele. “Você não é famoso, não recebe dinheiro, tem que lutar todos os dias, tem que fazer muita administração e coisas horríveis. Então você tem que acreditar, no sentido de que você tem paixão por tudo isso”.

Lembrei-me de uma antiga passagem de Einstein sobre pessoas que estudam ciência para “escapar da vida cotidiana com sua crueza dolorosa e tristeza sem esperança”, bem como Mermin me explicando por email como a visão mais favorável das pessoas que ele desenvolveu à medida que envelheceu a fez. mais fácil para ele aceitar que é a humanidade até o fim, mesmo na ciência física. Resumi tudo isso para Bassi, ainda esperando, no final de uma semana de investigação, chegar ao fundo de seu impulso de separar a natureza humana da natureza física, como dois alimentos diferentes em um prato. Afinal, ele lamentou repetidamente em nosso tempo juntos o modo como a fome de poder das pessoas perpetua a ortodoxia, à medida que especialistas sustentam sua autoridade mantendo todos os outros no escuro. Então, talvez, arrisquei, ele está procurando algo menos manchado em física?

Bassi ficou perplexo com a pergunta. O fato de as pessoas serem profundamente falhas é um fato, ele reafirmou. Mas essa realidade e outros aspectos dolorosos da vida são, ele continuou, inseparáveis ​​da própria vida. Entender, não fugir, ele disse, é sua motivação. De fato, para ele, é o contrário: a vida cotidiana, com familiares e amigos, é seu refúgio do trabalho. Ele se lembra disso e de sua crença de que as pessoas e os relacionamentos são mais importantes que a ciência e as realizações, murmurando um mantra para si mesmo várias vezes ao dia: “É apenas física. É apenas física. É apenas física”.

Dentro do prédio bege manchado de ferrugem em Zagreb, Bassi estava na frente de um anfiteatro mal iluminado com 15 ou 20 participantes da oficina espalhados entre os assentos.

Sua palestra foi simples, para os padrões das conferências científicas; não presumia familiaridade com modelos de colapso, ou mesmo com conceitos básicos como o gato de Schrödinger — uma estratégia, ele me explicou mais tarde, projetada para incentivar as pessoas a pensarem de novo em problemas antigos. Seu power-point incluía um desenho assustador de um gato morto e vivo, montes de equações necessárias e, é claro, sua obra prima: a trama de exclusão com seu grande deserto.

No final, quase todo mundo tinha uma pergunta ou comentário. Uma discussão animada se seguiu até que um físico alemão se levantou e fez uma pergunta que Bassi recebe regularmente e que acha irritante: “Qual é o seu plano B?” – você sabe, se os modelos de colapso forem descartados.

A pergunta o incomoda por implicar que excluir uma possibilidade de boa-fé não seria uma contribuição válida para a ciência. Mas também por sua ênfase no sucesso e na insinuação de que Bassi e sua física são de alguma forma sinônimos, de tal forma que, se os modelos de colapso falharem, ele também terá falhado. Afinal, as pessoas devem entender que o trabalho adequado é o que conta, simplesmente fazendo um trabalho que precisa ser feito.

Mas às vezes com as pessoas é melhor evitar palavras. Bassi apenas sorriu para o inquisidor e apontou para a aliança. A sala explodiu em gargalhadas.

Tradução livre, parcial, de Luiz Jacques Saldanha, julho de 2020.

Gosta do nosso conteúdo?
Receba atualizações do site.
Também detestamos SPAM. Nunca compartilharemos ou venderemos seu email. É nosso acordo.