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 pelo mundo…estava em sua própria essência – além de ativar o seu sucesso científico, levou-o a façanhas incríveis, tais como decifrar hieróglifos maias … ou se tornar o pioneiro na idealização do 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. Ele 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 a outro… ao longo de todas as trajetórias possíveis no espaçotempo. Para cada trajetória Feynman associou 2 números…um para a amplitude de onda, e outro para a fase (no máximo…ou mínimo).

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 macroscópicos…a regra de atribuir números         a cada trajetória…assegura que todas elas — 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.

UMA BREVE BIOGRAFIA

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…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, 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.)

Sua principal contribuição à física… pela qual… em 1965, ao lado de Sin-Itiro Tomonaga e Julian Schwinger … recebeu o Nobel de Física (eletrodinâmica quântica) em suma se trata de uma teoria sobre “interações de partículas subatômicas”.

A FUNÇÃO CIENTÍFICA                                                                                                       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 … na promoção de estratégias que façam evoluir a vida humana”.

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 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/

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. ************************************************************************************

Feynman e o Prêmio Nobel de Física de 1965

Feynman e o Prêmio Nobel de Física de 1965

ELETRODINÂMICA QUÂNTICA                  

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…pois o campo eletromagnético clássico é descrito por uma onda… Porém, a hipótese de quantização associa… – a este mesmo campo… uma partícula (fóton) se propagando, também como onda… – A esse processo dá-se o nome de… ‘segunda 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 de PARTÍCULAS

Toda 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…duas 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 forma – ser 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 em um 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 seja… são as integrais… – que definem… as interações de ‘partículas subatômicas’… – como quarks, e fótons.

Esses diagramas possibilitam a visualização de eventos ao “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 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 radioativas…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 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… por exemplo, uma das áreas mais importantes da astrofísica:

‘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. (Rynaldo Papoy / Observ. Nacional)

outras fontes:  Diagramas de Feynman Feynman, o mais divertido dos gênios      ‘Deve ser brincadeira, Sr. Feynman’ # ‘O americano, outra vez!’  # # ‘O PRÊMIO NOBEL DE FÍSICA’ DE 1999 ************(texto complementar)******************

A função da “Dúvida” na Ciência

O cientista, em geral, tem muita experiência sobre ignorância, dúvida e incerteza… e penso que essa experiência é de grande valia… — Quando um cientista não conhece a resposta de um problema…ele é ignorante… Quando tem um pressentimento sobre o resultado, está um pouco incerto… – Mas quando ele     está ‘espantosamente seguro’ sobre qual será o resultado, ele   está, na verdade, com alguma dúvida.

A história nos ensinou… que é de suma importância… – para evoluir nas pesquisas – reconhecermos nossa ignorância… e deixarmos algum espaço para as dúvidas… O ‘conhecimento científico’ é um conjunto de afirmações…com vários graus de certeza – algumas com     mais incertezas… outras quase seguras… – mas nenhuma… ‘absolutamente’ certa.

Nossa ‘liberdade de duvidar’…no início da ciência…nasceu de uma luta muito forte e profunda contra toda autoridade, que não nos permitisse questionar suas “certezas”,     que nos eram “arbitrariamente” impostas.

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A “deusa razão”, representada por uma prostituta, sendo carregada pelas ruas de Paris

Por todas as épocas, os homens tentaram compreender o significado da vida… Eles assim, então perceberam…que se alguma direção…ou significado pudesse ser dado às suas ações – insólitas forças humanas seriam desencadeadas.

Logo…muitas respostas devem ter sido dadas à questão do significado de tudo, das mais diferentes formas. E os autores de cada uma dessas respostas, viam com horror as ações … dos crentes em outras.

Horror’ porque… por um desacordo de ponto de vista – todas as grandes potencialidades da ‘raça humana’…estavam sendo canalizadas para um falso beco sem saída… O sonho, com efeito, seria encontrar um caminho aberto.

Não obstante, esta não é uma ideia nova… – Esta é a ideia da “idade do razão“… – Esta é a filosofia que orientou os homens que criaram a democracia em que vivemos… – A ideia de que, ninguém sabendo exatamente como administrar um governo…levaria à noção de que precisávamos organizar um sistema pelo qual novas ideias pudessem ser criadas, testadas, lançadas e aprovadas… – num “método de tentativa e erro”.

Este conhecido método se originou do fato de que a ciência… ao final do século XVIII, já estava se mostrando um empreendimento de sucesso… – Mas, mesmo assim…era lógico para as pessoas mais socialmente esclarecidas, que a abertura de possibilidades era uma nova oportunidade, e que a dúvida e discussão…seriam essenciais para avançar rumo ao desconhecido…

Se quisermos resolver um problema que nunca resolvemos antes…           devemos deixar a porta aberta…para todas as soluções possíveis…

É nossa responsabilidade como cientista … conhecendo o enorme progresso que é fruto da liberdade de pensamento…proclamar o valor dessa liberdade, ensinando que a dúvida não deve ser temida – mas bem-vinda e discutida… e, que exigir essa liberdade… – é como que nosso dever para com todas as gerações vindouras. (texto original)

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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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