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

Tradutor: Ilona Bastos Revisora: Lucas Avelleda

This is a representation of your brain,

Isto é uma representação do cérebro.

and your brain can be broken into two parts.

O cérebro pode ser dividido em duas partes.

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

Há a metade esquerda, que é o lado lógico,

and then the right half,

e depois a metade direita,

which is the intuitive.

que é o lado intuitivo.

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

Se tivéssemos uma escala para medir a capacidade de cada hemisfério,

then we can plot our brain.

poderíamos representar graficamente o cérebro.

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

Por exemplo, isto seria alguém completamente lógico.

This would be someone who's entirely intuitive.

Isto seria alguém inteiramente intuitivo.

So where would you put your brain on this scale?

Onde é que vocês colocariam o vosso cérebro nesta escala?

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

Alguns de nós podemos ter optado por um destes extremos,

but I think for most people in the audience,

mas para a maioria das pessoas do público

your brain is something like this --

o cérebro é qualquer coisa como isto,

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

com grande capacidade simultaneamente em ambos os hemisférios.

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

É que eles não se excluem mutuamente.

You can be logical and intuitive.

Pode-se ser lógico e intuitivo.

And so I consider myself one of these people,

Pessoalmente, considero-me uma dessas pessoas,

along with most of the other experimental quantum physicists,

tal como a maioria dos outros físicos quânticos experimentais,

who need a good deal of logic

que necessitam de uma boa quantidade de lógica

to string together these complex ideas.

para encadear estas ideias complexas.

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

Mas, ao mesmo tempo, precisamos de muita intuição

to actually make the experiments work.

para conseguirmos que as experiências resultem.

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

Como desenvolvemos a intuição? Gostamos de brincar com as coisas.

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

Por isso, brincamos, e vemos como aquilo se comporta.

and then we develop our intuition from there.

E desenvolvemos a nossa intuição a partir daí.

And really you do the same thing.

Na realidade, vocês fazem o mesmo.

So some intuition

Uma intuição

that you may have developed over the years

que vocês podem ter desenvolvido ao longo dos anos

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

é a de que uma coisa só pode estar num sítio, num determinado momento.

I mean, it can sound weird to think about

Quero dizer, pode parecer estranho pensar

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

que uma coisa está em dois lugares diferentes ao mesmo tempo,

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

mas vocês não nasceram com esta noção, desenvolveram-na.

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

Um dia vi uma criança a brincar numa barreira de cimento.

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

Era praticamente um bebé, estava a aprender a andar e caía constantemente.

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

Mas aposto que brincar com aquela barreira lhe ensinou uma lição valiosa,

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

que aquelas coisas grandes não nos deixam passar para o outro lado,

and that they stay in one place.

e que ficam sempre num único sítio.

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

Este é um ótimo modelo conceptual do mundo,

unless you're a particle physicist.

a menos que se seja um físico de partículas.

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

Seria um modelo terrível para um físico de partículas,

because they don't play with car stops,

porque eles não brincam com barreiras de cimento,

they play with these little weird particles.

eles brincam com estas particulazinhas bizarras.

And when they play with their particles,

E quando brincam com as partículas,

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

descobrem que elas fazem todo o tipo de coisas estranhas,

like they can fly right through walls,

conseguem voar através de paredes,

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

ou podem estar em dois locais diferentes ao mesmo tempo.

And so they wrote down all these observations,

E então anotaram todas estas observações,

and they called it the theory of quantum mechanics.

e chamaram-lhes a Teoria da Mecânica Quântica.

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

Era onde a física se encontrava há poucos anos.

you needed quantum mechanics

Era necessária a mecânica quântica

to describe little, tiny particles.

para descrever partículas muito, muito pequeninas.

But you didn't need it

Mas não era necessária

to describe the large, everyday objects around us.

para descrever os objetos grandes que nos rodeiam no dia-a-dia.

This didn't really sit well with my intuition,

Isto não se encaixava bem com a minha intuição,

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

e talvez isso aconteça porque eu não brinco com partículas frequentemente.

Well, I play with them sometimes,

Brinco com elas às vezes,

but not very often.

mas não muito frequentemente.

And I've never seen them.

E nunca as vi.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Quero dizer, nunca ninguém viu uma partícula.

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

Mas também não se encaixava bem com o meu lado lógico.

Because if everything is made up of little particles

Porque se tudo é feito de pequenas partículas

and all the little particles

e todas as pequenas partículas

follow quantum mechanics,

seguem a mecânica quântica,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

então não deveria tudo seguir a mecânica quântica?

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

Não vejo nenhuma razão para isso não acontecer.

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

Por isso sentir-me-ia melhor com tudo isto

if we could somehow show

se pudéssemos mostrar, de algum modo,

that an everyday object

que um objeto de todos os dias

also follows quantum mechanics.

também obedece à mecânica quântica.

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

Por isso, aqui há uns anos, propus-me fazer exatamente isso.

So I made one.

E fiz um.

This is the first object

Este é o primeiro objeto

that you can see

que vocês podem ver

that has been in a mechanical quantum superposition.

que esteve numa superposição de mecânica quântica.

So what we're looking at here

Isto que estamos a ver 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 consegue-se ver como que um ponto verde no meio.

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

É desta peça de metal que vos vou falar dentro de um minuto.

This is a photograph of the object.

Isto é uma fotografia do objeto.

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

Vou aproximar um pouco mais. Olhamos mesmo para o centro.

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

E aqui está um grande plano da pequena peça de metal.

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

Estamos a olhar para um pequeno pedaço de metal,

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

que tem a forma de uma prancha, e sai mais de uma borda.

And so I made this thing

Então, eu fiz isto, mais ou menos, como se faz um chip de computador

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

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

Fui para uma sala limpa com uma pastilha de silício fresca,

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

e depois embrenhei-me nas máquinas grandes durante umas 100 horas.

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

Para a última operação tive de construir a minha própria máquina,

to make this swimming pool-shaped hole

para fazer este buraco com a forma de uma piscina

underneath the device.

por baixo do aparelho.

This device has the ability

Este aparelho tem a capacidade de estar numa superposição quântica

to be in a quantum superposition,

but it needs a little help to do it.

mas para isso precisa de uma pequena ajuda.

Here, let me give you an analogy.

Vou dar-vos uma analogia.

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

Vocês sabem como é desconfortável estar num elevador apinhado.

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

Eu, quando estou sozinho no elevador, faço todo o tipo de palhaçadas,

but then other people get on board

mas quando entram outras pessoas

and I stop doing those things

eu paro de fazer essas coisas,

because I don't want to bother them,

porque não quero incomodar os outros,

or, frankly, scare them.

ou, francamente, assustá-los.

So quantum mechanics says

A mecânica quântica diz

that inanimate objects feel the same way.

que os objetos inanimados sentem o mesmo.

The fellow passengers for inanimate objects

Os outros passageiros dos objetos inanimados

are not just people,

não são apenas pessoas,

but it's also the light shining on it

mas é também a luz a incidir sobre o objeto,

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

e o vento a soprar sobre ele e o calor da sala.

And so we knew, if we wanted to see

Portanto sabíamos que, se queríamos ver esta peça de metal

this piece of metal behave quantum mechanically,

a comportar-se de acordo com a mecânica quântica,

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

tínhamos que expulsar os outros passageiros.

And so that's what we did.

We turned off the lights,

Portanto, apagámos as luzes

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

colocámos o objeto no vácuo e retirámos todo o ar,

and then we cooled it down

e depois arrefecemo-lo a uma fração de um grau acima do zero absoluto.

to just a fraction of a degree above absolute zero.

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 pode comportar-se como lhe apetecer.

And so we measured its motion.

Então, medimos o seu movimento.

We found it was moving in really weird ways.

Descobrimos que se movia de forma muito estranha,

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

em vez de ficar perfeitamente imóvel, estava a vibrar.

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

E vibrava como uma respiração assim

like expanding and contracting bellows.

como um fole a expandir-se e a contrair-se.

And by giving it a gentle nudge,

E, dando-lhe um ligeiro toque,

we were able to make it both vibrate

conseguíamos fazê-lo vibrar e não vibrar.

and not vibrate

at the same time --

simultaneamente,

something that's only allowed with quantum mechanics.

algo que só é permitido em mecânica quântica.

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

Estou aqui a contar uma coisa realmente fantástica.

What does it mean for one thing

Qual é o significado de uma coisa

to be both vibrating and not vibrating

vibrar e não vibrar simultaneamente?

at the same time?

So let's think about the atoms.

Vamos pensar nos átomos.

So in one case:

Um caso:

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

todos os biliões de átomos que constituem aquele pedaço de metal

are sitting still

estão completamente parados

and at the same time those same atoms

e ao mesmo tempo aqueles mesmos átomos

are moving up and down.

estão a mover-se para cima e para baixo.

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

Agora só podem alinhar-se em momentos precisos.

The rest of the time they're delocalized.

O resto do tempo estão deslocalizados.

That means that every atom

Isso significa que todos os átomos

is in two different places at the same time,

estão em dois lugares diferentes ao mesmo tempo,

which in turn means the entire chunk of metal

o que significa que o pedaço de metal, todo ele,

is in two different places.

está em dois lugares diferentes.

I think this is really cool.

Eu acho isto muito fixe.

(Laughter)

(Risos)

Really.

A sério.

(Applause)

(Aplausos)

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

Valeu a pena fechar-me todos aqueles anos

numa sala limpa para conseguir isto.

because, check this out,

Porque, vejam bem,

the difference in scale

a diferença de escala entre um único átomo e aquele pedaço de metal

between a single atom and that chunk of metal

is about the same as the difference

é praticamente a mesma que a diferença

between that chunk of metal and you.

entre aquele pedaço de metal e vocês.

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

Se um único átomo pode estar em dois locais diferentes ao mesmo tempo,

that chunk of metal can be in two different places,

se aquele pedaço de metal pode estar em dois locais diferentes,

then why not you?

então porque é que vocês não podem?

I mean, this is just my logical side talking.

Quero dizer, isto é apenas o meu lado lógico a falar.

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

Então imaginem se estivessem em múltiplos lugares ao mesmo tempo,

what would that be like?

como seria?

How would your consciousness

Como é que a vossa consciência

handle your body being delocalized in space?

lidaria com o vosso corpo deslocalizado no espaço?

There's one more part to the story.

Mas ainda há mais uma parte nesta história.

It's when we warmed it up,

Quando aquecemos aquilo,

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

acendemos as luzes e olhámos para dentro da caixa,

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

vimos que aquela peça de metal estava ali imóvel, inteira.

And so I had to develop this new intuition,

Portanto, tive que desenvolver esta nova intuição,

that it seems like all the objects in the elevator

de que, aparentemente, todos os objetos no elevador

are really just quantum objects

são realmente objetos quânticos

just crammed into a tiny space.

apinhados num pequeno espaço.

You hear a lot of talk

Ouve-se muita conversa

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

sobre como a mecânica quântica diz que tudo está interligado.

Well, that's not quite right.

Isso não é inteiramente correto,

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

é mais do que isso, é mais profundo.

It's that those connections,

Essas ligações,

your connections to all the things around you,

as nossas ligações com tudo o que nos rodeia,

literally define who you are,

literalmente definem quem nós somos.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

E é essa a profunda estranheza da mecânica quântica.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)