As Múltiplas Histórias de Richard Feynman

Richard Feynman playing bongo…

“Realidade é a multiplicidade das multiplicidades”      (Alain Badiou – ‘O Ser e o Evento’)

Nascido em 1918, no Brooklyn…Nova York, Richard Feynman estudou no… Massachusetts Institute of Technology, tendo obtido seu PhD sob a supervisão de John Wheeler — na Universidade de Princeton, em 1942. Após dar aulas em Cornell e no Caltech, o Instituto de Tecnologia da Califórnia, interessou-se pelo controverso projeto Manhattan.

Ele era conhecido, além de ser um físico excepcional, por sua personalidade marcante, e suas brincadeiras nos laboratórios de Los Alamos (decifrando códigos ultra-secretos). 

A curiosidade sem fim de Feynman sobre o mundo estava em sua própria essência…  –  além de motivar seu sucesso científico  –  levou-o a verdadeiras façanhas — tais como decifrar hieróglifos maias… ou à 1ª proposta para um computador quântico, em 1981.

Nos anos posteriores à 2ª Guerra, Feynman desenvolveu uma nova maneira poderosa de pensar sobre a mecânica quântica  —  a qual o levou a ganhar o Prêmio Nobel, em 1965. Feynman desafiou o ‘pressuposto clássico’… de que cada partícula possui uma história particular. Em vez disso, ele propôs que as partículas se deslocassem de um local para outro, ao longo de todas as trajetórias possíveis no espaçotempo. Para cada trajetória Feynman associou 2 números  –  um para o tamanho da amplitude de uma onda  –  e, outro para a fase – seja na crista… seja no vale.

HISTÓRIAS MÚLTIPLAS

A probabilidade de uma partícula passar de A para B é encontrada somando-se as ondas associadas a cada trajetória possível que passe por A e B. Contudo, no dia-a-dia, percebe-se que os objetos seguem uma única trajetória  —  entre sua origem… e seu destino final.

Isso está de acordo com a ideia das histórias múltiplas de Feynman porque, para objetos grandes, sua regra de atribuir números a cada trajetória assegura que todas as trajetórias, exceto uma, anulam-se quando suas contribuições se combinam… Somente uma dentre a infinidade de trajetórias importa – no tocante ao movimento dos objetos macroscópicos,   e essa trajetória é, exatamente, a que emerge das clássicas leis do movimento de Newton.

Sobre a Teoria das Histórias Múltiplas, há também um trecho a destacar, de um artigo científico escrito por Alexandre Palma…  Richard Feynman recebeu o Prêmio Nobel de física em 1965 ao desenvolver uma poderosa forma de pensar a mecânica quântica. Ele desafiou o pressuposto básico de que cada partícula — em sua trajetória — possui  uma única história particular – e propôs que as partículas se deslocassem ao longo de todas as trajetórias possíveis no espaçotempo  –  muito embora  –  nos objetos macroscópios, somente uma, dentre a infinidade de trajetórias prevalecesse”.

A ideia de que o universo possa ter várias histórias (como civilizações!…),   cada uma com sua própria probabilidade — é hoje cientificamente aceita. Além disso, há a contingência potencial de cada história poder intervir de diferentes formas.

O Universo é formado por várias Verdades DISTINTAS E SIMULTÂNEAS?… E, no que essa ideia poderia ser útil para nossas vidas?…

Qual o cientista mais notável da história? Difícil dizer. Mas qual o mais notável nascido nos EUA?… – Há quem diga que foi Richard Feynman…  Quem?…  Richard Feynman?? Ninguém nunca ouviu falar nesse cara, como pode ter sido o cientista mais notável dos EUA? Que aconteceu com Benjamim Franklin, os Irmãos Wright, Edwin Hubble, Tesla? Bem, vamos então, tentar descobrir o que foi que Feynman fez de tão importante para ser considerado como tal. 

Para começar… — Carl Sagan dizia que o melhor livro científico que leu em sua vida fora escrito por Feynman. Chama-se “Lectures on Physics” e, por algum motivo difícil de ser discernido, jamais havia sido publicado em português… (Em 2005, a ‘Ediouro’ publicou um resumo da obra – com o título “Física em 12 Lições”  –  e, em 2008, foi editada a obra completa (em português) pela ‘Bookman’ – em 4 volumes.)

Nos sites sobre o cientista  –  fala-se a respeito de sua principal contribuição à física — a “eletrodinâmica quântica”… Resumidamente, poderíamos dizer que é uma teoria sobre interações de partículas subatômicas.

Por esta teoria, desenvolvida em conjunto com Sin-Itiro Tomonaga e Julian Schwinger, Feynman ganhou o Nobel de Física em 1965.

A Vacina contra a ‘GRIPE DE EFEITOS MÚLTIPLOS’

Supondo que o Universo criou o homem… e todos os seres vivos, por algum motivo muito específico, não existiriam elementos despropositais no Universo  –  nada existiria que não pudesse ter o seu valor. Se uma partícula subatômica surgisse sem qualquer propósito, ela desapareceria sem ser notada… Mas, enquanto não descobrimos — para quê, exatamente, serve a inteligência, e qual sua utilidade perante o Universo, vamos nos ater à tese de que a inteligência humana tem como objetivo… –  desenvolver mecanismos que melhorem, e facilitem nossas vidas.

Por mais inútil que pareça ser o desvendamento do início do Universo, a compreensão das partículas subatômicas… ou a criação de novos elementos químicos  —  tudo isso pode ter alguma utilidade… no desenvolvimento de estratégias que façam evoluir a vida humana.

Por exemplo, na medicina, medicamentos e equipamentos médicos quânticos que possam curar doenças nos mais distantes, e inatingíveis rincões do mundo…  Que tal um remédio em forma de onda eletromagnética…  que cure todos os doentes de câncer do mundo, de uma única vez?…  Ou, escolas virtuais projetadas à distância…  —  Imagine uma aldeia miserável na África que possa receber — remotamente — uma educação com a mesma qualidade de escolas canadenses, japonesas, norueguesas!…

Tudo isso seria possível através da compreensão profunda da informação quântica — que teria a capacidade de ser projetada em direção a todos os seres humanos do planeta.                                           

http://glaucocortez.com/2010/09/18/quantidade-de-famintos-no-mundo-cai-pela-primeira-vez-em-quinze-anos-mas-decisoes-politicas-nao-sao-a-causa-da-diminuicao/

CONCLUSÃO FINAL

A frase mais adequada…para se entender a  ‘teoria de Feyman’ vem do livro “O Universo Numa Casca de Noz”, de Stephen Hawking. De acordo com Hawking…o Universo pode ser uma ‘soma das histórias de Feynman’… Isto significaria que o Universo foi formado por verdades distintas, que se chocaram em um momento…  originando a sua expansão.

Nesse caso – sendo a Teoria das Histórias Múltiplas de Feynman uma verdade…  no que ela poderia ser útil à nossa realidade?…

Feynman dizia que os arco-íris devem ser estudados porque são bonitos… Hawking quer entender a mente de Deus…  Outros dizem que pesquisar novos elementos químicos é tão interessante quando subir o Everest, ou viajar para a Lua… (simples curiosidade). Qual o objetivo da ciência, então?… Acertou quem respondeu — melhorar a vida das pessoas.

(texto base: Rynaldo Papoy/2006)  “O Universo numa casca de noz” – Stephen Hawking  ***********************(texto complementar)************************************

Feynman e o Prêmio Nobel de Física de 1965

Feynman e o Prêmio Nobel de Física de 1965

ELETRODINÂMICA QUÂNTICA                  (breve histórico)

A teoria clássica da eletrodinâmica, construída por Maxwell, já era consistente com a teoria da relatividade especial de Einstein. – No entanto, para aplicar estas equações  –  aos fenômenos eletromagnéticos que ocorriam entre as várias partículas elementares, foi necessário construir uma nova teoria – ligada à mecânica quântica.

Alguns anos depois da mecânica quântica de Schrödinger, a ideia original de Planck da quantização da energia foi estendida e aplicada ao eletromagnetismo… e os ‘quantas’ correspondentes ao campo eletromagnético foram identificados como sendo fótons.

Mais uma vez a dualidade onda/partícula se manifestava, já que o campo eletromagnético clássico é descrito por uma onda — mas, a hipótese de quantização associa a este mesmo campo uma partícula (fóton) que se propaga, também como tal. A esse processo dá-se o nome desegunda quantização’.

A união do eletromagnetismo com a mecânica quântica, ou seja, a construção de uma ‘Eletrodinâmica Quântica’ (QED), foi realizada por grandes nomes da física… – como Dirac, Feynman, Tomonaga e Schwinger… na década de 40.  Formulada por meio de           um conjunto simples de equações (…as equações de Maxwell da eletrodinâmica, e a equação de Dirac, para os elétrons)… com base na ‘teoria quântica de campos‘, explica, corretamente, as interações entre elétrons e fótons.

Modelo padrão

Toda a matéria é constituída por elétrons e ‘núcleos atômicos’  –  são eles que dão origem aos átomos e moléculas. O núcleo contém prótons e neutrons, os quais, por sua vez, são constituídos por quarks. Sabendo que, essas partículas elementares interagem entre si, e que as ‘forças de interação também podem ser tratadas como partículas – deduzimos que,  2 partículas interagem entre si… pela troca de uma 3ª partícula.

Assim, para cada força fundamental da natureza existe uma ou mais partículas associadas. A partícula que transporta a força eletromagnética é o fóton, enquanto que a força fraca é transportada pelas partículas W e Zo. Já as forças fortes são transportadas pelos glúons.

Essa descrição de partículas e forças é o modelo padrão das partículas elementares. O tratamento matemático do modelo padrão é feito através das teorias de gauge.

Simetria de gauge

A palavra gauge está associada a uma simetria (simetria de gauge), que é uma das simetrias mais fundamentais que existem na física. – Em 1860, Maxwell formulou o eletromagnetismo como uma teoria de gauge…  Nessa formulação  –  o campo elétrico e o campo magnético não são os objetos fundamentais da teoria, mas sim, o potencial escalar, e o potencial vetor.

Os potenciais podem… de certa formaser modificados – sem que seus campos sejam afetados. Isso se manifesta, por exemplo, na arbitrariedade da escolha do padrão básico (zero) do potencial escalar… uma vez que a quantidade relevante… é a diferença de potencial. Essa, aliás, é a essência da simetria de gauge.

Quando não importa a ordem em que efetuamos as transformações de gauge, dizemos que temos uma teoria de gauge Abeliana, em homenagem ao matemático norueguês Niels H. Abel…  —  Um exemplo de transformações Abelianas são as rotações num plano

Se as transformações dependem da ordem em que são feitas, temos uma transformação não-Abeliana. As rotações no espaço são um exemplo de transformações não-Abelianas.

(A eletrodinâmica quântica corresponde à quantização do campo eletromagnético  –  de acordo com uma teoria de gauge Abeliana.)

Este é o diagrama de Feynman para o decaimento beta. As linhas retas nesse diagrama representam os férmions enquanto as linhas onduladas representam bósons virtuais. http://pequenoplanetaazul.wordpress.com/2011/10/08/diagramas-de-feynman/

Este é o diagrama de Feynman para o decaimento beta. As linhas retas nesse diagrama representam os férmions enquanto as linhas onduladas representam bósons virtuais.

Diagramas de Feynman

De forma precisa, o diagrama de Feynman é a representação gráfica de uma contribuição perturbativa … à amplitude de possibilidade de um sistema quântico.

Ou sejaos diagramas representam as integrais, que definem as interações de partículas subatômicas, como quarks e fótons. Esses diagramas possibilitam a visualização de eventos… que ocorrem           no nível subatômico… — antes apenas  descritos por matemática abstrata.

Amplitudes de espalhamento

Pela ‘teoria quântica de campos‘  –  em particular a QED, os diagramas calculam as amplitudes de espalhamento na interação (e produção) de partículas. Em geral, essas amplitudes envolvem integrais divergentes. Para eliminar as divergências… estas são ‘normalizadas’ para que a parte divergente possa ser separada. A parte finita permanece nos resultados físicos, enquanto a parte divergente é absorvida nas constantes da teoria original.

Esse procedimento – denominado ‘renormalização’, produz resultados finitos para as amplitudes de espalhamento. — O grande sucesso da renormalização na eletrodinâmica quântica, ao incorporar correções radiativas que foram verificadas experimentalmente, garantiu o prêmio Nobel de física à Tomonoga, Schwinger e Feynman em 1965.

Aplicações práticas

A ‘eletrodinâmica quântica’ nos diz que existe uma partícula que é a mediadora de todas as interações eletromagnéticas. Esta partícula é o fóton. Sempre que ocorre um processo entre partículas carregadas há uma incessante troca de fótons. Sendo assim, a descrição das interações eletromagnéticas, sob o ponto de vista da eletrodinâmica quântica, é uma das áreas mais importantes da astrofísica… – por exemplo:

‘vemos as estrelas porque elas emitem radiação, e esta nada mais é, do         que fótons produzidos por processos quânticos – no interior da estrela.’

Por outro lado…os equipamentos eletrônicos que você usa em sua casa possuem circuitos integrados, cuja construção se baseia na eletrodinâmica quântica…Por ser esta, uma das teorias mais bem construídas da física, a precisão entre os resultados previstos, e aqueles obtidos no laboratório… – é realmente surpreendente.  (‘A Força Eletromagnética’ – ON)

outras fontes:  Diagramas de Feynman Feynman, o mais divertido dos gênios # ‘The Role of Doubt in Science’   ‘Deve ser brincadeira, Sr. Feynman’ # # ‘O americano, outra vez!’  # # ‘O PRÊMIO NOBEL DE FÍSICA’ DE 1999 # # On Richard Feynman’s “Low” IQ 

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Sobre Cesarious

estudei Astronomia na UFRJ no período 1973/1979... (s/ diploma)
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5 respostas para As Múltiplas Histórias de Richard Feynman

  1. JMFC disse:

    Muito elucidativo da QED.

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  2. Meus parabéns, teu artigo é maravilhoso. Eu não sabia que vc estudou astronomia. Este sempre foi um sonho meu. Se tiver interesse visite meu blog elisabetefatimadovalle.wordpress.com Escrevo poemas, alguns baseados em conteúdos científicos. Será um prazer receber tua visita.
    Obrigada por compartilhar.

    Curtido por 1 pessoa

  3. Ivan Santos disse:

    Ótimo texto!Eu tento me aventurar nesse universo louco da física,inclusive tenho os volumes do Lições de Feynman,são maravilhosos,mas bem difícil.Sobre o papel da Física ou da ciência em geral, concordo com você,aliás é simplesmente isso,melhorar nossa vida.Einstein desejava uma formula universal,conciliando todas as forcas fundamentais,e o desafio da Teoria das cordas.E assim segue a ciência..

    Curtido por 1 pessoa

  4. Cesarious disse:

    Não me parece que Einstein soubesse algo sobre a Teoria das Cordas…simplesmente porque essa ideia não existia enquanto ele era vivo.

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