Física Quântica

Parece que esse livro pode, finalmente, lançar uma luz sobre os detalhes da física quântica.

With contributions by many of today's leading quantum physicists, philosophers and historians, including three Nobel laureates, this comprehensive A to Z of quantum physics provides a lucid understanding of the key concepts of quantum theory and experiment. It covers technical and interpretational aspects alike, and includes both traditional topics and newer areas such as quantum information and its relatives. The central concepts that have shaped contemporary understanding of the quantum world are clearly defined, with illustrations where helpful, and discussed at a level suitable for undergraduate and graduate students of physics, history of science, and philosophy of physics. All articles share three main aims: (1) to provide a clear definition and understanding of the term concerned; (2) where possible, to trace the historical origins of the concept; and (3) to provide a small but optimal selection of references to the most relevant literature, including pertinent historical studies. Also discussed are the often contentious philosophical implications derived from quantum theory and its associated experimental findings.This compendium will be an indispensable resource for all those seeking concise up-to-date information about the many facets of quantum physics.

O livro é organizado por tópicos. Veja partes do índice:

Einstein Locality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Electron Interferometry .. . . . . . . . . . . . . . . . . 188
Electrons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .195
Ensembles in Quantum Mechanics . . . . . . . . . 199
Entanglement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Entanglement Purification and Distillation.. . . 202
Entropy of Entanglement . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

Quantum Chaos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514
Quantum Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518
Quantum Chromodynamics (QCD) . . . . . . . . . 524
Quantum Communication . . . . . . . . . . . . . . . . .527
Quantum Computation.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Quantum Electrodynamics (QED) . . . . . . . . . . 539
Quantum Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
Quantum Eraser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .546
Quantum Field Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

Rutherford Atom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671
Scattering Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676
Schrödinger Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681
Schrödinger’s Cat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685
Schrödinger Picture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .689

Compendium of Quantum Physics: Concepts, Experiments, History and Philosophy
Daniel Greenberger, Klaus Hentschel & Friedel Weinert (edits)

Springer 2009 904 pages PDF 26,3 MB
http://www.filesonic.com/file/35069411/3540706224PhysicsCompendium.rar ou http://uploading.com/files/7d172bm1/3540706224PhysicsCompendium.rar/

Time travel may be possible but won't be economical

(acima, minha vizinha conversa com seu tatatatataraneto, que acabou de chegar de 3810 - pelo nosso calendário. Ele acha tudo muito divertido.)

Sempre achei que viajar no tempo seria inútil para consertar coisas que fizemos errado (ou simplesmente para fazer uma coisa diferente), e reiniciar a partir do remendo. Nossos erros afetam imediatamente três domínios (no mínimo): o mundo real no qual estamos inseridos (quando criança, quebrei a vidraça do vizinho com uma pedrada), o nosso próprio mundinho pessoal (o ato passou a fazer parte da minha história pessoal, e vou ter que lidar psicologicamente com ele) e o mundo dos nossos semelhantes (do vizinho, que naquele momento desejou que um raio me fulminasse, mas depois se arrependeu, e sorriu para mim - ou pensou que já não se fazem mais anjos vingadores como antigamente).

Reiniciar a partir de um remendo seria iniciar um novo curso histórico. Já não seria aquele menino (M) naquele contexto (C). Seria M' em C', como se diz matematicamente (M-linha - não a Borba - em C-linha). Também conhecido como 'wishful thinking', que pode ser estudado a sério aqui. Resumindo: os universos paralelos, que só existem lá pras negas paralelas deles, porque não temos acesso. Quando resolverem o problema do quantum entanglement, nos falamos de novo. Por enquanto vou ficando com Einstein e seu realismo local (e o gato está vivo). Veja, por exemplo, aqui. E aqui. E também:

Entanglement, Information, and the Interpretation of Quantum Mechanics
Gregg Jaeger

Springer 2009 306 pages PDF 2,25 MB
http://uploading.com/files/R9291N2X/Entanglement_Information.rar.html

É nesse espírito que leio "A viagem no tempo será possível mas não será econômica".
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PhysOrg, October 8, 2007
Marty McFly levou seu DeLoren até o passado de seus pais em Back to the Future, mas se nós algum dia vamos viajar até a época de nossos ancestrais continua sendo um assunto econômico como qualquer outro da ciência, de acordo com um especialista em física da Australian National University.

O Dr. Craig Savage, que faz palestras sobre relatividade e mecânica quântica, argumentou em uma palestra pública hoje que, com base nas leis da lógica e da física, mesmo se personagens como McFly pudessem aparecer em nosso presente, o custo de desenvolver, construir e operar uma máquina do tempo seria tão grande que a viagem no tempo continua sendo uma improbabilidade.

"Mesmo que a viagem no tempo se tornasse possível, ainda haveria um problema econômico. As despesas com viagens espaciais chegam a bilhões de dólares, mas v. teria que acrescentar muitos zeros antes de chegar perto da viagem no tempo", disse o Dr. Savage.
"Se a viagem no tempo for possível, é provável que ocorra apenas no reino da física quântica. Na verdade, alguns argumentam que alguns aspectos da física quântica quase exigem a viagem no tempo". (...)

"Os futuros seres humanos que puderem reunir recursos para a viagem no tempo, provavelmente serão tão avançados a ponto de serem virtualmente irreconhecíveis para as pessoas que vivem hoje. Esse tipo de questão leva a ciência a seus limites", disse ele.

Source: Australian National University
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Zilhões de "dólares"? "Reino" da física quântica? Nossos tatataranetos serão "irreconhecíveis"? É muita abobrinha ...

Causalidade, Complexidade Significativa e Cognição Materializada

O título desse livro traz mais uma vez o problema da tradução de 'embodied'. Em meus trabalhos de tradução, diversas palavras já chegaram a constituir um problema (que deve ser resolvido, preferivelmente em definitivo, em uma só tentativa): o que os autores que utilizam a tal palavra querem dizer com aquilo? Um exemplo é 'hardwired', em neurociência. Pensei que 'neurofilamentado' poderia ser a solução, mas além de ser uma palavra horrenda, não resolve o assunto. Resultado: ficou mesmo 'neurointegrado', e o contexto fornece as indefectíveis nuances. 'Embodied cognition', além de ser um truismo para quem não tem veleidades metafísicas ou transcendentais, é um caveat: toda cognição vem do real, do material, e nesse domínio se movimenta, necessitando de um substrato corporal para se desenvolver. Vou adotar, a partir de agora, 'cognição materializada' (até uma futura alternativa possível).

With respect to the possible outlining of new models of the process of knowledge construction, we are really faced, at the moment, with the appearance of a new frontier: a frontier that appears strictly linked to the emergence of a conceptual revolution at the level of the analysis of that peculiar entanglement of complexity, information, causality, meaning, emergence, teleology and intentionality that characterizes the unfolding of the "natural forms" of human cognition. To recognize some of the peculiar knots of this particular conceptual revolution precisely constitutes the first target of the volume.

Cognitive activity is rooted in Reality, but at the same time represents the necessary means whereby Reality can embody itself in an objective way: i.e., in accordance with an in-depth nesting process and a surface unfolding of operational meaning. In this sense, the objectivity of Reality is also proportionate to the autonomy reached by cognitive processes. Within this conceptual framework, reference procedures thus appear as related to the modalities providing the successful constitution of the channel, of the actual link, in particular, established at the neural level between operations of vision and thought. Such procedures ensure not a simple "regimentation" or an adequate replica, but, on the contrary, the real constitution of a cognitive autonomy in accordance with the truth. A method thus emerges which is simultaneously project, telos and regulating activity: a code that becomes process, positing itself as the foundation of a constantly renewed synthesis between function and meaning. In this sense, at the level of cultural evolution, reference procedures act as guide, mirror and canalisation with respect to primary information flows and involved selective forces. They also constitute a precise support for the operations which "imprison" meaning and "inscribe" the "file" considered as an autonomous categorial (and generating) system. In this way, they offer themselves as the actual instruments for the constant renewal of the code, for the invention and the actual articulation of an ever-new incompressibility.

Causality, Meaningful Complexity and Embodied Cognition
A. Carsetti

Springer 2010 360 pages PDF 2,3 MB
http://www.filesonic.com/file/47622437/9048135281.rar

O Enigma da Consciência

Chris C. King, do Mathematics Department, University of Auckland, Austrália, tem seu artigo The Central Enigma of Consciousness ( O Enigma Central da Consciência) publicado no site Nature Precedings. O título é explicado no abstract/resumo, que aqui está em tradução:

“A natureza e a base física da consciência continuam sendo o principal enigma da descrição científica do terceiro milênio. Esse estudo procura examinar a natureza fenomênica da consciência subjetiva e elucidar uma possível base biofísica para sua existência, em termos de uma forma de antecipação quântica baseada em estados de paralelismo (entangled *) guiados pela sensibilidade caótica da dinâmica global do cérebro durante os processos de tomada de decisão. São apresentadas evidências para a emergência evolutiva da excitação caótica como um órgão universal de sentido nos primeiros eucariontes, que então acabou sendo utilizado de maneira sensível ao contexto por complexos sistemas nervosos centrais, levando ao cérebro dinâmico”.

Esse artigo de King exige uma leitura cuidadosa e algum conhecimento, mesmo básico, de fisiologia cerebral e mecânica quântica. Só assim o leitor poderá fugir do fantasma levantado por Alan Sokal em 1998 (veja The Sokal Affair na Wikipedia): uma mistureba de conceitos quânticos e matemáticos com processos biológicos de nossa atividade cerebral (para quem acredita que ‘a mente é aquilo que o cérebro faz’, como postulou Marvin Minsky). De qualquer modo, King levanta umas questões interessantes e aponta para algumas direções ainda mal exploradas. Divirta-se.
* Chamo entanglement de paralelismo à falta de uma tradução melhor. Veja o conceito em seu texto predileto de mecânica quântica.

A Weltanschauung Apocalíptica de Jackson do Pandeiro

Foi com essa expressão que alguém do saudoso jornal O Pasquim satirizou a falsa profundidade e a “apelação” epistemológica de algum picareta da época. Sempre que leio algo que relaciona cérebro e física quântica, por algum motivo lembro-me dela. Como se o feijão-com-arroz da neurociência já não fosse bastante complicado, alguns autores ainda querem reeditar as sandices pósmodernistas que pensei terem sido dedetizadas pela devastadora crítica do físico americano Alan Sokal e de seu colega francês Jean Bricmont no livro Imposturas Intelectuais.

Um físico americano, que tem um blog onde se identifica como ZapperZ, cita o grande físico (e Nobel, por seu trabalho com física quântica) Richard Feynman: “Você pode saber o nome de uma ave em todas as línguas do mundo, mas quando conseguir saber você não vai saber absolutamente nada sobre a ave. Então, vamos olhar para a ave e ver o que ela está fazendo - é isso que conta. Aprendi bem cedo a diferença entre saber o nome de alguma coisa e conhecer alguma coisa”. E prossegue ZapperZ: “Isto é uma clara ilustração do que acontece, especialmente em mecânica quântica, quando as pessoas aprendem superficialmente sobre as coisas (isto é, ‘sabem o nome’) sem compreenderem a física de base. As pessoas bastardizaram coisas como ‘quantum entanglement’ simplesmente lendo artigos de ciência popular sem mesmo entender como essas coisas são”. Outra afirmação famosa de Feynman é um caveat para os picaretas: “Acho que posso dizer com segurança que ninguém entende de mecânica quântica”.

Piero Scaruffi, historiador cultural italiano, foi diretor do Artificial Intelligence Center da Olivetti na Califórnia de 1987 a 1991. Durante essa época, ele idealizou e administrou projetos de sistemas baseados em conhecimento, de redes neurais e de compreensão da linguagem natural, em colaboração com a Stanford University, a Yale University, o Caltech e o SRI. Continuou sua pesquisa em inteligência artificial e ciência cognitiva no mundo acadêmico (com períodos como professor visitante do MIT e da Stanford University), conduzindo posteriormente pesquisas independentes em ciência cognitiva que resultaram nos livros Thinking About Thought (2003) e The Nature of Consciousness (2006), além de palestras em diversas instituições acadêmicas (em três continentes, diz Scaruffi). Analisando um livro anterior de Globus, diz Scaruffi:

“Este livro (The Postmodern Brain, de 1995) do psiquiatra americano Gordon Globus é por demais confuso, e mal vale a pena lê-lo (a maior parte dele é essa coisa que dá péssima reputação aos filósofos), mas se v. fizer uma tediosa revisita à controvérsia da Inteligência Artificial, Globus levanta questões importantes que merecem ser resumidas. Globus reúne pósmodernismo e ciência neural (ou melhor, a dinâmica não-linear dos processos neurais). O pósmodernismo odeia a distinção entre sujeito e objeto, acredita em fluxo constante, favorece o caos em detrimento da ordem e acha que a verdade é impossível.

A teoria computacional da mente (o cérebro é um computador) vai contra os princípios do pósmodernismo. Globus então resolveu desconstruir a teoria computacional da mente. Ele prefere a visão de que o cérebro é um sistema auto-organizado que executa sua própria sintonia fina em face de fluxos de energia. Desta contínua interação com o mundo externo resultam estados cerebrais, além das repetidas modificações caóticas que ocorrem no cérebro.Esta é a definição de Globus para ‘cognição’.

Globus vê similaridades óbvias entre o ‘Dasein’ situado de Heidegger e as redes neurais auto-organizadas, e entre a ‘différance’ de Derrida e o comportamento das redes neurais. Dado que estes dois conceitos filosóficos estão entre os mais vagos já concebidos por filósofos (ao passo que as redes neurais são entidades matemáticas), Globus poderia muito bem ter encontrado similaridades com estações de metrô ou com supermodelos. Sua suposição básica, de que os sistemas dinâmicos não-lineares podem emular a mente, ao passo que os computadores não podem, não são justificadas pelas teorias filosóficas do pósmodernismo, são apenas tomadas como verdade absoluta. (...) Por todo o livro, por outro lado, somos brindados com afirmações científicas como ‘a morte é a cessação da polaridade’.(...) Mas Globus entendeu tudo errado: o conexionismo (a ciência das redes neurais auto-organizadas) não é de modo nenhum anti-racional (e requer muito mais matemática complexa do que a ciência tradicional da computação). É apenas a negação do pósmodernismo”.

Foi mais ou menos nisso tudo que escrevi e transcrevi acima é que pensei ao ler as cucurbitáceas da editoria sobre o livro de Globus: “A maior parte das abordagens da neurociência orientadas para o quântico visam entender os processos físicos que estão na base da consciência. Esta linha de pesquisa foi seguida por autores como Umezawa, Yasue, e recentemente Vitiello. O livro de Vitiello, My Double Unveilled: The Dissipative Quantum Model of Brain (2001), revelou um correlato físico oculto da experiência consciente ao deduzir as características reduplicantes do cérebro do campo quântico teórico através dos aspectos não-lineares da teoria de termocampo de Umezawa. Agora, Gordon Globus, em seu novo livro Quantum Closures and Disclosures, levou a neurofísica um decisivo passo além: ele quebrou o domínio monopolístico da própria consciência sobre as teorias quânticas da mente”.

I.n.a.c.r.e.d.i.t.á.v.e.l. O troço agora passa se chamar “A Weltanschauung Quântica de Jackson do Pandeiro. Liga não, Jackson, dorme em paz ...

Nota: se algum leitor estiver se perguntando como é que o CL&M foi escolher logo Piero Scaruffi para auxiliar na tarefa de analisar Globus, a resposta é que eu já conhecia Scaruffi de outros carnavais (e bota carnaval nisso): ele tem um site excelente de música, além de ser autor de A History of Rock and Dance Music (2009), History of Jazz Music 1900-2000 (2007), A History of Popular Music before Rock Music (2007), A History of Rock Music (2003) e A Guide to Avantgarde Music (1991, ainda na Itália).

Gordon Globus
Quantum Closures and Disclosures: Thinking-Together Postphenomenology and Quantum Brain Dynamics
John Benjamins Publications 2003 Pages: 244 PDF 1.17 MB
http://uploading.com/files/BHL64I17/QuantuClos.rar.html ou
http://rapidshare.com/files/258858074/QuantuClos.rar