Em dois lugares ao mesmo tempo!

Quando estive em Foz do Iguaçu (PR), em 2011, visitei a Usina hidrelétricas Binacional Itaipu - um empreendimento conjunto do Paraguai e Brasil. A usina tornou-se líder mundial em produção de energia limpa e renovável, inaugurada em 1984. Foi impressionante ver a dimensão da barragem. É enorme, com dimensão e escala inimagináveis por mim, até então. 

Mas, o que é Energia hidrelétrica? Em poucas palavras, Energia hidrelétrica é o aproveitamento da energia cinética [E = mv^2/2] contida no fluxo de massas de água. A energia cinética é transformada em energia mecânica através da rotação das pás das turbinas que compõem o sistema da usina hidrelétrica para, posteriormente, ser transformada em energia elétrica pelo gerador do sistema. É a fonte mais importante de energia. As usinas hidrelétricas fornecem aproximadamente 90% de energia elétrica em todo o território brasileiro e 10% são utilizadas pelas usinas termelétricas ou nucleares.

Voltando a falar de Itaipu, aos visitantes é oferecido uma visita técnica,na qual, percorremos a Usina interna e externamente, observando sua estrutura e processo de produção de energia. Em um dado momento o monitor nos apresenta uma linha amarela bem no chão da usina e nos diz: "agora vocês estão em dois lugares ao mesmo tempo". Ele explicou que se tratava de uma linha que marca o limite do território de cada país. 

Na hora eu ri e imediatamente lembrei do filme "um amor pra recordar", lançado em 2002 com a direção de Adam Shankman. A cena que lembrei foi a de Landon Carter (Shane West) ajudando Jaime (Mandy Moore) a realizar um de seus objetivos de vida: Estar em dois lugares ao mesmo tempo. Segue a cena:Quando estive em Foz do Iguaçu (PR), em 2011, visitei a Usina hidrelétricas Binacional Itaipu - um empreendimento conjunto do Paraguai e Brasil. A usina tornou-se líder mundial em produção de energia limpa e renovável, inaugurada em 1984. Foi impressionante ver a dimensão da barragem. É enorme, com dimensão e escala inimagináveis por mim, até então. 

Mas, o que é Energia hidrelétrica? Em poucas palavras, Energia hidrelétrica é o aproveitamento da energia cinética [E = mv^2/2] contida no fluxo de massas de água. A energia cinética é transformada em energia mecânica através da rotação das pás das turbinas que compõem o sistema da usina hidrelétrica para, posteriormente, ser transformada em energia elétrica pelo gerador do sistema. É a fonte mais importante de energia. As usinas hidrelétricas fornecem aproximadamente 90% de energia elétrica em todo o território brasileiro e 10% são utilizadas pelas usinas termelétricas ou nucleares.

Voltando a falar de Itaipu, aos visitantes é oferecido uma visita técnica,na qual, percorremos a Usina interna e externamente, observando sua estrutura e processo de produção de energia. Em um dado momento o monitor nos apresenta uma linha amarela bem no chão da usina e nos diz: "agora vocês estão em dois lugares ao mesmo tempo". Ele explicou que se tratava de uma linha que marca o limite do território de cada país. 

Na hora eu ri e imediatamente lembrei do filme "um amor pra recordar", lançado em 2002 com a direção de Adam Shankman. A cena que lembrei foi a de Landon Carter (Shane West) ajudando Jaime (Mandy Moore) a realizar um de seus objetivos de vida: Estar em dois lugares ao mesmo tempo. Segue a cena:

Voltando a falar de Física, temos o princípio de Impenetrabilidade, é aquele que indica que dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar ao mesmo tempo (tipo a brincadeira de dança das cadeiras que só resta uma cadeira para um das crianças, hehehe). Mas, e o inverso da impenetrabilidade é possível, fisicamente, UM CORPO ocupar DOIS LUGARES ou + LUGARES ao mesmo tempo!??

Bem, segundo o físico norte-americano David Wineland e o francês Serge Haroche é possível; e por conta disso eles dividiram o Prêmio Nobel de Física em 2012.

O que eles fizeram foi aplicar uma das teorias mais curiosas da física - A mecânica quântica, que por um século governa o micromundo no qual até mesmo um átomo parece grande- a objetos do laboratório.

No mundo quântico descoberto por Niels Bohr, Erwin Schroedinger e outros gigantes da física do começo do século 20, objetos minúsculos como os elétrons podem estar em dois lugares ao mesmo tempo. Eles também podem se comportar como uma partícula em um momento e no seguinte como uma onda, dependendo de como um observador tenta medi-los.

Em outras palavras, o simples ato da observação determina a forma que eles tomam e mesmo o que é a realidade. Isso, é claro, não descreve o macromundo dos objetos maiores que as pessoas vivenciam no dia a dia. Uma chave para os feitos de Wineland e de Haroche foi fazer a "esquisitice quântica" mostrar o seu rosto no mundo macro.

Wineland descreveu seu experimento como "uma nano-versão de uma bolinha de gude rolando para frente e para trás em uma tigela e estando do lado direito e do esquerdo simultaneamente".

Em um experimento seminal, ele e sua equipe atingiram átomos - que são enormes para os padrões quânticos - com uma luz de laser. Depois de algum tempo, o átomo absorvia um fóton, ou uma partícula de luz, e se mexia. Se os cientistas desligassem a luz antes, o átomo permanecia onde estava.

Se eles emitissem o feixe pela quantidade certa de tempo, o átomo teria uma chance de 50 por cento de se mexer. Na mecânica quântica, essa chance de 50 por cento é chamada de "superposição" e é mais conhecida pelo exemplo extravagante do gato imaginário, cunhado pelo físico austríaco Schroedinger.

Imagine que um gato esteja trancado em uma caixa com um átomo radioativo, disse Schroedinger, e que o átomo tenha uma chance de 50 por cento de se decompor em um minuto. Se ele se decompõe, emite uma partícula que atinge um frasco de cianureto e libera o gás venenoso, matando o gato.

Depois de um minuto, o gato está vivo ou morto? De acordo com a "superposição", o átomo está em um estado combinado de intacto e decomposto e assim também está o gato - em uma superposição de vivo e morto. Apenas quando um observador olha dentro da caixa uma das possibilidades -vivo ou morto - se torna realidade.

Supunha-se que a superposição existia apenas em um mundo quântico inacessível aos experimentos do mundo real. Wineland conseguiu fazer isso no laboratório. Quando ele atingiu o átomo com metade da luz necessária para movê-lo, ele simultaneamente ficou imóvel e em movimento, até estar em dois locais, a 80 nanômetros (bilionésimos do metro) de distância, ao mesmo tempo.

Como os cientistas sabem isso? Cada versão do átomo interferiu com a outra de forma mensurável. O trabalho leva à esperança do desenvolvimento de novas tecnologias, como computadores quânticos, que fariam um laptop convencional parecer um ábaco em termos de potência e velocidade.

Assim, um gato quântico pode estar vivo e morto ao mesmo tempo, em duas caixas de uma vez. (Claro que não estamos falando de um gato real, mas sim de um experimento chamado de “estado do gato” ou Gato de Schrodinger.)