This thought experiment will help you understand quantum mechanics - Matteo Fadel

Tradutor: Bijal Mangi Revisora: Margarida Ferreira

After a long day working on the local particle accelerator,

Depois de um longo dia a trabalhar no acelerador de partículas local,

you and your friends head to the arcade to unwind.

tu e os teus amigos vão até ao salão de jogos desanuviar.

The lights go out for a second, and when they come back,

As luzes apagam-se um segundo e, quando voltam a acender-se,

there before you gleams a foosball table nobody remembers seeing before.

diante de ti brilha uma mesa de matraquilhos

que ninguém se lembra de ter visto.

Always game, you insert your coins.

Sempre pronto para jogar, introduzes as moedas.

And with a fanfare, Quantum Foosball begins.

E, com grande agitação, começam os Matraquilhos Quânticos.

Here are the rules: as with normal foosball,

Eis as regras: tal como nos matraquilhos normais,

the object is to score points

o objetivo é marcar pontos,

by spinning levers with tiny players to sink the ball in your opponent’s goal.

rodando varas com minijogadores, para enfiar a bola na baliza adversária.

Only instead of a standard ball, you’ll be playing with a giant electron.

Mas, em vez de uma bola normal, vais jogar com um eletrão gigante.

It behaves like a normal electron in all respects, it’s just much larger.

Comporta-se como um eletrão normal, em todos os aspetos, mas é muito maior.

Though the rules are simple, gameplay is anything but.

As regras podem ser simples, mas a forma de jogar não é.

Em vez das conhecidas leis da física newtoniana,

Instead of the familiar laws of Newtonian physics,

the movement of the ball is governed by quantum mechanics.

o movimento da bola é governado pela mecânica quântica.

To minimize the influence from photons and air molecules,

Para minimizar a influência dos fotões e das moléculas de ar,

you’ll be playing in a vacuum. In the dark.

vais jogar no vácuo e na escuridão.

But that’s ok, because you can watch for the flashes of light

Mas não faz mal, porque podes procurar os clarões de luz

given off by collisions between figures and the ball.

emitidos nas colisões entre os bonecos e a bola.

The goals themselves will flash when the electron

Os próprios golos emitirão clarões

hits their particle detectors.

quando o eletrão atingir os seus detetores de partículas.

Now you just have to figure out how to get the electron to go where you want.

Agora, só tens de descobrir como dirigir o eletrão para onde quiseres.

As soon as it enters play, the electron will never rest.

Assim que começar o jogo, o eletrão nunca mais para.

This is a direct consequence of the Heisenberg Uncertainty Principle,

Isto é uma consequência direta do Princípio da Incerteza de Heisenberg,

which says that the better you know where a quantum particle is,

que dita que, quanto melhor se souber onde se encontra uma partícula quântica,

the less you know about its velocity, and vice versa.

menos se sabe qual a sua velocidade e vice-versa.

Since you know it’s on the field, its velocity is largely uncertain.

Como sabemos que ele está em campo, a sua velocidade é extremamente incerta.

O eletrão comportar-se-á mais com uma onda

The electron will behave more like a wave than a particle,

do que como uma partícula.

with its position described by probability distributions that you’ll have to imagine.

A sua posição é descrita por distribuições de probabilidades que tens de imaginar.

These distributions are spread throughout the entire field,

Estas distribuições estão dispersas por todo o campo,

making it possible to observe a goal at any time and in either side.

tornando possível ver as balizas em qualquer altura e de qualquer lado.

The way to win is to control and concentrate the distribution

Para venceres, tens de controlar e concentrar a distribuição

over the opposite goal,

na baliza adversária.

giving yourself the highest likelihood of scoring points.

o que te dá a mais alta probabilidade de marcar pontos.

Your skill as a player will be determined by your ability to predict

O teu nível de habilidade como jogador é determinado

where the electron is most likely to be,

pela capacidade de preveres onde poderá estar o eletrão

then manipulate the probability distribution by spinning the rods

e de manipulares a distribuição de probabilidades, girando as varas

with just the right amount of strength.

com a força certa.

Quantum particles only receive energy in precise amounts, called quanta.

As partículas quânticas só recebem energia em quantidades precisas,

chamadas ‘quanta’.

So spin too hard or too soft,

Por isso, se girares demasiado depressa ou demasiado lentamente,

and the electron will stay on its previous course.

o eletrão permanecerá na trajetória anterior.

The game board has been carefully constructed to contain the electron,

A mesa de jogo foi cuidadosamente construída para o eletrão não fugir.

but even so, sometimes it’ll quantum tunnel through the walls

Mesmo assim, por vezes ele cavará túneis quânticos nas paredes

without any apparent reason.

sem razão aparente.

At that point it could be anywhere in the universe,

Nessa altura, poderá estar algures no universo.

so to save you the trouble of tracking it down,

Para te poupar o trabalho de o localizar,

the game will spit out a new ball.

o jogo fornecerá uma nova bola.

The fact that quantum particles behave like waves

O facto de as partículas quânticas se comportarem como ondas

becomes particularly evident in the presence of obstacles.

torna-se mais evidente quando existem obstáculos.

As the particle travels through the rows of miniature figures,

À medida que a partícula viaja pelas filas dos bonecos,

complicated interference patterns will develop in the probability distribution,

desenvolvem-se figuras de interferência na distribuição de probabilidades,

na distribuição de probabilidades,

making it even more difficult to accurately predict its position.

tornando mais difícil prever a sua posição com exatidão.

And here’s where your advanced physics degree can finally come in handy:

E é aqui que o teu diploma em Física Avançada é útil.

you can use the laws of quantum mechanics to your advantage.

Podes tirar proveito das leis de mecânica quântica.

The only moments when the electron will behave as a particle,

Os únicos momentos em que o eletrão se comporta como uma partícula,

rather than a wave, are when it hits something.

e não como uma onda, são quando ele atinge alguma coisa.

With frequent enough kicks,

Com toques frequentes,

the particle would have no time to evolve like a wave and, therefore,

a partícula não terá tempo de evoluir como uma onda e, assim,

not spread out in space.

não se propagará no espaço.

So if you can pass it very quickly between two of your miniatures,

Portanto, se a passarmos rapidamente por entre dois bonecos,

you can keep it localized.

podes mantê-la localizada.

Masters of the game call this the Quantum Zeno Maneuver.

Os craques do jogo chamam a isto a Manobra Quantum Zeno.

Now, if you really want to dominate your opponents,

Mas, se quiseres dominar os teus adversários,

there’s one more thing you can try, but it’s pretty tricky.

ainda te resta uma coisa, mas que pode ser difícil.

One of the distinctive features of the quantum world

Uma das características especiais do mundo quântico

is the possibility of state superpositions,

é a possibilidade de haver sobreposição de estados,

where particles’ positions or velocities

onde a velocidade e a posição das partículas

can be simultaneously in two or more different states.

podem existir simultaneamente em dois ou mais estados diferentes.

If you can put the electron into a superposition

Se conseguires pôr um eletrão num estado sobreposto,

of being simultaneously kicked and not kicked,

onde simultaneamente é e não é pontapeado,

it’ll be almost impossible for your opponents to figure out

torna-se impossível ao teu adversário

where and how to strike.

saber de onde rematar e como.

It’s said that Erwin Schrödinger,

Diz-se que Erwin Schrödinger,

o campeão invicto de Matraquilhos Quânticos,

the greatest Quantum Foosball champion of all time,

is the only player to have mastered this technique.

é o único jogador a dominar esta técnica.

But maybe you can be the second:

Mas talvez tu possas ser o próximo.

Just figure out a way to simultaneously turn and not turn your rods.

Basta descobrires como rodar e não rodar simultaneamente as varas.