Aaron O'Connell: Making sense of a visible quantum object

Aaron O'Connell: Entendendo um objeto quântico visível

Tradutor: Paulo Melillo Revisor: Rafael Eufrasio

This is a representation of your brain,

Esta é uma representação do seu cérebro.

and your brain can be broken into two parts.

E seu cérebro pode ser dividido em duas partes.

There's the left half, which is the logical side,

A metade esquerda, que é o lado lógico,

and then the right half,

e depois, a metade direita,

which is the intuitive.

que é intuitiva.

And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere,

E assim, se tivéssemos uma escala para medirmos a aptidão de cada hemisfério,

then we can plot our brain.

poderíamos então, plotar nosso cérebro.

And for example, this would be somebody who's completely logical.

E como exemplo, este seria alguém que é completamente racional.

This would be someone who's entirely intuitive.

Este seria uma pessoa inteiramente intuitiva.

So where would you put your brain on this scale?

Então, onde você colocaria seu cérebro nesta escala?

Some of us may have opted for one of these extremes,

Alguns de nós talvez tenham optado por um destes extremos,

but I think for most people in the audience,

mas eu acho que para a maioria das pessoas na platéia,

your brain is something like this --

seus cérebros são algo como este --

with a high aptitude in both hemispheres at the same time.

com uma alta aptidão em ambos os hemisférios, ao mesmo tempo.

It's not like they're mutually exclusive or anything.

Não é como se fossem mutuamente excludentes ou algo assim.

You can be logical and intuitive.

Você pode ser racional e intuitivo.

And so I consider myself one of these people,

E assim, eu me considero uma destas pessoas,

along with most of the other experimental quantum physicists,

junto com a maioria dos outros físicos experimentais quânticos,

who need a good deal of logic

que precisam de uma boa dose de lógica

to string together these complex ideas.

para concatenar estas complexas ideias.

But at the same time, we need a good deal of intuition

Mas ao mesmo tempo, precisamos de uma boa dose de intuição

to actually make the experiments work.

para fazer os experimentos realmente funcionarem.

How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff.

Como que desenvolvemos esta intuição? Bem, nós gostamos de brincar com as coisas.

So we go out and play with it, and then we see how it acts,

Então, saímos e brincamos com elas, e depois, vemos como elas se comportam.

and then we develop our intuition from there.

E daí, desenvolvemos nossa intuição a partir disso.

And really you do the same thing.

E, na verdade, você faz a mesma coisa.

So some intuition

Então, uma das intuições

that you may have developed over the years

que vocês devem ter desenvolvido ao longo dos anos

is that one thing is only in one place at a time.

é a de que: uma coisa está apenas em um lugar, em um dado momento.

I mean, it can sound weird to think about

Quero dizer; pode parecer estranho pensar sobre

one thing being in two different places at the same time,

um coisa estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo,

but you weren't born with this notion, you developed it.

mas vocês não nasceram com esta noção, vocês a desenvolveram.

And I remember watching a kid playing on a car stop.

E eu me lembro assistindo uma criança brincando em um estacionamento.

He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over.

Uma criança que acabara de aprender a andar e ainda não era muito boa nisto e ela caia o tempo todo.

But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson,

Mas eu aposto que brincar com aquela baliza a ensinou uma lição muito valiosa,

and that's that large things don't let you get right past them,

de que as coisas grandes não o deixam passar diretamente sobre elas,

and that they stay in one place.

e que elas ficam em um lugar.

And so this is a great conceptual model to have of the world,

E este é um ótimo modelo conceitual para ter sobre o mundo,

unless you're a particle physicist.

a menos que você seja um físico de partículas.

It'd be a terrible model for a particle physicist,

Seria um péssimo modelo para um físico de partículas,

because they don't play with car stops,

porque eles não brincam com balizas,

they play with these little weird particles.

eles brincam com estas pequenas e estranhas partículas.

And when they play with their particles,

E quando eles brincam com suas partículas,

they find they do all sorts of really weird things --

eles descobrem que elas fazem todo o tipo de coisas realmente estranhas --

like they can fly right through walls,

como atravessarem paredes,

or they can be in two different places at the same time.

ou que elas podem estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo.

And so they wrote down all these observations,

E então, eles registraram todas estas observações

and they called it the theory of quantum mechanics.

e chamaram-nas de 'Teoria da Mecânica Quântica'.

And so that's where physics was at a few years ago;

E isto era onde a física estava, alguns anos atrás;

you needed quantum mechanics

você precisava da mecânica quântica

to describe little, tiny particles.

para descrever pequenas, minúsculas partículas.

But you didn't need it

Mas você não precisa dela

to describe the large, everyday objects around us.

para descrever objetos grandes e cotidianos do nosso entorno.

This didn't really sit well with my intuition,

Isto realmente não se encaixava bem na minha intuição,

and maybe it's just because I don't play with particles very often.

e talvez apenas porque eu não brinco com partículas muito freqüentemente.

Well, I play with them sometimes,

Bem, eu brinco com elas de vez em quando,

but not very often.

mas não muito freqüentemente.

And I've never seen them.

E eu nunca as vi.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Quero dizer; ninguém nunca viu uma partícula.

But it didn't sit well with my logical side either.

Mas isto também não se encaixava bem no meu lado racional.

Because if everything is made up of little particles

Pois, se tudo é feito de pequenas partículas

and all the little particles

e todas as pequenas partículas

follow quantum mechanics,

seguem uma mecânica quântica,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

não deveriam então, todas as coisas simplesmente seguirem a mecânica quântica?

I don't see any reason why it shouldn't.

Eu não vejo qualquer razão porque não deveriam.

And so I'd feel a lot better about the whole thing

E então, eu me sentiria um bocado melhor sobre essa coisa toda

if we could somehow show

se pudéssemos, de alguma forma, mostrar

that an everyday object

que um objeto do cotidiano

also follows quantum mechanics.

também segue a mecânica quântica.

So a few years ago, I set off to do just that.

Então, alguns anos atrás, parti para fazer exatamente isso.

So I made one.

Então, eu fiz um.

This is the first object

Este é o primeiro objeto

that you can see

que você pode ver

that has been in a mechanical quantum superposition.

e que esteve em uma superposição quântica.

So what we're looking at here

Então, o que estamos vendo aqui

is a tiny computer chip.

é um minúsculo chip de computador.

And you can sort of see this green dot right in the middle.

E você como que vê... este ponto verde bem no meio.

And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute.

E é sobre este pedaço de metal do qual falarei em alguns instantes.

This is a photograph of the object.

Esta é uma fotografia do objeto.

And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center.

E aqui eu aproximarei um pouco mais. Estamos olhando diretamente lá, no centro.

And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal.

E depois, aqui está um grande, realmente grande close do pequeno pedaço de metal.

So what we're looking at is a little chunk of metal,

Então, o que estamos vendo é uma pequena lasca de metal,

and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge.

e que tem o formato de uma prancha de mergulho, e sua ponta ultrapassa uma das bordas.

And so I made this thing

E, pois bem, eu fiz esta coisa

in nearly the same way as you make a computer chip.

quase da mesma forma que se faz um chip de computador.

I went into a clean room with a fresh silicon wafer,

Fui para uma sala asséptica com um confortável macacão de silicone

and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours.

e, em seguida, simplesmente trabalhei em todas as grandes máquinas por 100 horas.

For the last stuff, I had to build my own machine --

No final das contas, tive que construir minha própria máquina --

to make this swimming pool-shaped hole

para fazer este buraco em forma de piscina

underneath the device.

abaixo do dispositivo.

This device has the ability

Este dispositivo tem a capacidade

to be in a quantum superposition,

de ficar em uma superposição quântica,

but it needs a little help to do it.

mas ele precisa de uma pequena ajuda para fazê-lo.

Here, let me give you an analogy.

Pois bem, deixem-me dar-lhes uma analogia.

You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator?

Vocês sabem o quanto é incômodo ficar num elevador lotado?

I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things,

Quero dizer, quando estou completamente sozinho em um elevador, faço todo o tipo de coisas estranhas,

but then other people get on board

mas depois, entram outras pessoas

and I stop doing those things

e eu paro de fazer essas coisas,

because I don't want to bother them,

porque não quero incomodá-las,

or, frankly, scare them.

ou, francamente, (não quero) assustá-las.

So quantum mechanics says

Então, a mecânica quântica diz

that inanimate objects feel the same way.

que os objetos inanimados sentem-se da mesma forma.

The fellow passengers for inanimate objects

Os passageiros que acompanham os objetos inanimados

are not just people,

não são apenas as pessoas,

but it's also the light shining on it

mas são também: a luz que incide sobre eles

and the wind blowing past it and the heat of the room.

e o vento que os atravessa e a temperatura do ambiente.

And so we knew, if we wanted to see

E então, se sabemos, se quisermos ver

this piece of metal behave quantum mechanically,

este pedaço de metal se comportar quanticamente,

we're going to have to kick out all the other passengers.

temos que expulsar todos os outros passageiros.

And so that's what we did.

E foi isso que nós fizemos.

We turned off the lights,

Apagamos as luzes,

and then we put it in a vacuum and sucked out all the air,

e depois o colocamos no vácuo, sugamos todo o ar,

and then we cooled it down

e, em seguida, o resfriamos

to just a fraction of a degree above absolute zero.

até apenas uma fração de grau acima do zero absoluto.

Now, all alone in the elevator,

Agora, totalmente sozinho no elevador,

the little chunk of metal is free to act however it wanted.

o pequeno pedaço de metal está livre para se comportar do modo que quisesse.

And so we measured its motion.

E então, medimos seu movimento.

We found it was moving in really weird ways.

Constatamos que ele se movia de formas bastante esquisitas.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

Ao invés de simplesmente ficar totalmente parado, ele vibrava.

and the way it was vibrating was breathing something like this --

E o modo como ele vibrava era pulsando, assim --

like expanding and contracting bellows.

como que expandindo e contraindo de alto a baixo.

And by giving it a gentle nudge,

E dando-lhe um suave empurrãozinho,

we were able to make it both vibrate

fomos capazes de fazê-lo ainda vibrar

and not vibrate

e não vibrar.

at the same time --

ao mesmo tempo --

something that's only allowed with quantum mechanics.

algo que é possível somente na mecânica quântica.

So what I'm telling you here is something truly fantastic.

Ou seja, o que estou contando aqui para vocês é algo verdadeiramente fantástico.

What does it mean for one thing

O que significa para um objeto

to be both vibrating and not vibrating

estar tanto vibrando quanto sem vibrar

at the same time?

ao mesmo tempo?

So let's think about the atoms.

Pois bem, pensemos sobre os átomos.

So in one case:

Assim, um cenário:

all the trillions of atoms that make up that chunk of metal

todo o trilhão de átomos que constituem aquele pedaço de metal

are sitting still

estão parados

and at the same time those same atoms

e ao mesmo tempo esses mesmos átomos

are moving up and down.

estão se movendo para cima e para baixo.

Now it's only at precise times when they align.

Isso, apenas nos precisos momentos quando estão alinhados.

The rest of the time they're delocalized.

No resto do tempo eles estão deslocados.

That means that every atom

Isso significa que cada átomo isolado

is in two different places at the same time,

está em dois diferentes lugares ao mesmo tempo,

which in turn means the entire chunk of metal

o que significa, por sua vez, que todo o pedaço de metal

is in two different places.

está em dois diferentes lugares.

I think this is really cool.

Eu acho isso realmente legal!

(Laughter)

(Risos)

Really.

Realmente.

(Applause)

(Aplausos)

It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years

Valeu a pena trancar-me numa sala asséptica para fazer isto, durante todos esses anos.

because, check this out,

Pois, prestem atenção,

the difference in scale

a diferença de escala

between a single atom and that chunk of metal

entre um único átomo e aquele pedaço de metal

is about the same as the difference

é aproximadamente a mesma diferença

between that chunk of metal and you.

entre aquele pedaço de metal e você.

So if a single atom can be in two different places at the same time,

Então, se um único átomo pode estar em dois diferentes lugares ao mesmo tempo,

that chunk of metal can be in two different places,

e aquele pedaço de metal pode estar em dois diferentes lugares,

then why not you?

então, por que não você?

I mean, this is just my logical side talking.

Quero dizer; este é apenas o meu lado racional falando.

So imagine if you're in multiple places at the same time,

Então, imagine se você estivesse em múltiplos lugares ao mesmo tempo,

what would that be like?

como que seria isto?

How would your consciousness

Como que nossa consciência

handle your body being delocalized in space?

lidaria com nosso corpo sendo 'de-localizado' no espaço?

There's one more part to the story.

Há mais uma parte nessa história.

It's when we warmed it up,

Foi quando o aquecemos,

and we turned on the lights and looked inside the box,

acendemos as luzes e olhamos dentro da caixa,

we saw that the piece metal was still there in one piece.

vimos que a peça de metal ainda estava lá, em um único pedaço.

And so I had to develop this new intuition,

E então, tive que desenvolver esta nova intuição

that it seems like all the objects in the elevator

que se assemelha à de que todos os objetos num elevador

are really just quantum objects

são realmente apenas objetos quânticos

just crammed into a tiny space.

simplesmente amontoados em um pequeno espaço.

You hear a lot of talk

Vocês ouvem um tanto de conversas

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

sobre como a mecânica quântica atesta que tudo é interconectado.

Well, that's not quite right.

Bem, isso não é bem verdade;

It's more than that; it's deeper.

é mais do que isso, é mais profundo.

It's that those connections,

É que essas conexões,

your connections to all the things around you,

suas conexões com todas as coisas ao seu redor,

literally define who you are,

literalmente definem quem é você.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

E essa é a profunda estranheza da mecânica quântica.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)