No universo da mecânica quântica, partículas subatômicas dançam em probabilidade em meio ao desafiante enigma da compreensão do universo, daí, emerge a questão da medição, fenômeno que confundiu cientistas e filósofos por décadas levantando questões sobre a realidade objetiva e a natureza da observação. A dança quântica se insere na dualidade onda-partícula onde a mecânica quântica consiste em teoria que descreve o comportamento das partículas em escalas subatômicas apresentando dualidade entre partícula e onda sendo que partículas subatômicas, elétrons e fótons, exibem propriedades tanto de partículas quanto de ondas desafiando a intuição clássica. O paradoxo se intensifica quando buscamos medir tais partículas e, conforme o princípio da incerteza de Heisenberg, é impossível conhecer simultaneamente com precisão a posição e a velocidade de uma partícula, princípio que estabelece limites à precisão com que fazemos medições originando o terreno de incerteza quântica. O problema de medição reside no enigma do “colapso da função de onda” em que na mecânica quântica, a função onda descreve a probabilidade de encontrar partícula em determinado local, no entanto, ao procedermos sua medição a função de onda aparentemente entra em colapso à um estado definido em que tal colapso quântico levanta a questão de como a observação influencia a realidade de uma partícula quântica, dilema que levou a debates sobre a natureza da realidade e a relação entre observador e observado. Vários experimentos tentaram resolver a questão da medição na mecânica quântica, dentre eles o de fenda dupla, onde partículas individuais exibem padrões de interferência quando não observadas e comportamento de partículas quando observadas, confundindo gerações de cientistas, além do paradoxo EPR, Einstein-Podolsky-Rosen, e experiências de desigualdade de Bell que levaram à conclusão que partículas quânticas estão emaranhadas, independente da distância entre elas, desafiando a compreensão clássica da causalidade. Os cientistas fizeram progressos na compreensão da medição em que teorias como a interpretação de muitos mundos e a teoria da decoerência quântica oferecem perspectivas sobre a natureza da realidade quântica quando experimentos com sistemas quânticos controlados e técnica de medição lançam luz sobre a dinâmica da medição quântica, embora permaneça o enigma. Enfim, o desafio da medição na mecânica quântica não é apenas dilema científico, mas janela aberta à filosofia e à natureza da realidade e, à medida que buscamos desvendar mistérios quânticos, encontramos direção à compreensão profunda dos fundamentos do universo.
A física teórica poderá, um dia, auxiliar engenheiros desenvolver novos tipos de chips de computador que armazenem informações por mais tempo em objetos muito pequenos, por exemplo, ao adicionar creme ao café com nuvens de líquido branco girando em torno da xícara, tais redemoinhos desaparecerão, deixando uma xícara de líquido marrom, isto se parece com o que acontece nos chips de computadores quânticos quando dispositivos que exploram propriedades do universo nas menores escalas onde a informação pode misturar-se, limitando capacidades de memória das ferramentas. O professor associado de física da Universidade do Colorado e colegas em publicação na Physical Review Letters, usaram a matemática para mostrar que cientistas poderiam criar cenário em que o leite e o café nunca se misturassem por mais que mexessemos e as descobertas podem levar a avanços em chips de computadores quânticos, fornecendo aos engenheiros modos de armazenar informações em objetos pequenos. Precisam realizar mais experimentos em laboratório e garantir que esses redemoinhos sejam realmente possíveis, mas os resultados são passo à frente aos físicos que procuram criar materiais que permanecem desequilibrados, ou, em equilíbrio por longos períodos de tempo, tarefa conhecida como "quebra da ergodicidade". O estudo, incluindo pesquisadores de pós-doutorado em física na CU Boulder, depende de problema comum na computação quântica já quecomputadores normais funcionam com “bits" que assumem a forma de zeros, ou, uns enquanto computadores quânticos, empregam “qubits” que podem existir como zero, um ou e, pela estranheza da física quântica, zero e um ao mesmo tempo, daí, engenheiros criaram qubits a partir de ampla gama de coisas incluindo átomos individuais presos por lasers ou pequenos dispositivos chamados supercondutores. Assim como a xícara de café, os qubits podem ser facilmente misturados, por exemplo, os qubits eventualmente se alternam até que todo o chip se torne desorganizado, daí, a pesquisa pode ter descobeto novo modo de contornar a tendência à mistura já que a organização dos qubits em padrões específicos reterão a informação mesmo que sejam perturbados através de campo magnético ou perturbação semelhante que permitiria engenheiros construírem dispositivos com uma espécie de memória quântica. No estudo, os pesquisadores usaram ferramentas de modelagem matemática para imaginar milhares de qubits dispostos em padrão semelhante ao tabuleiro de xadrez e, descobriram, que se os qubits se aproximarem o suficiente, podem influenciar o comportamento dos vizinhos e calcularam que, se organizassem esses padrões da modo correto, poderiam fluir em torno de um chip de computador quântico e nunca se degradar, assim como aquelas nuvens de creme girando para sempre no café. As descobertas juntam-se ao corpo de investigação que sugere que pequenas organizações de matéria podem resistir a esse equilíbrio aparentemente quebrando algumas das leis mais imutáveis do universo, daí, “o campo da matemática que chamamos de física estatística é incrivelmente bem-sucedida para descrever coisas que encontramos na vida cotidiana, podendo haver situações onde talvez isso não se aplique", enfim, trata-se teoria reducionista, que estuda propriedades macroscópicas de sistemas em equilíbrio térmico através de abordagem estatística das propriedades microscópicas dos constituintes do sistema.
Moral da Nota: Paul Dirac foi uma mente que transformou a física quântica, nascido em Bristol, 1902, deixou marca na compreensão das leis fundamentais do universo, mostrou aptidão para matemática e física, Ingressou na Universidade de Bristol aos 16 anos e continuou sua formação na Universidade de Cambridge, onde começou delinear ideias que mudariam o curso da história científica. A "Equação de Dirac" em 1928 é sua obra-prima, esta equação, fundiu a mecânica quântica e a teoria da relatividade especial de Einstein, revelando a existência do pósitron, a antipartícula do elétron, passo crucial à criação de teoria unificada de partículas elementares. De estilo reservado e profundo era conhecido pela natureza reservada e aversão ao excesso de palavras que refletiu-se na abordagem científica, onde cada palavra e símbolo eram precisos e eficientes inseridos no lema “Quando você tiver algo importante a dizer, mantenha a simplicidade e digamos com simplicidade”. Contribuiu com a equação que leva seu nome, desvendou a estatística quântica e desenvolveu o Princípio de Exclusão de Pauli, essencial à compreensão do comportamento dos férmions, como elétrons e prótons e, em 1933, dividiu o Nobel de Física com Erwin Schrodinger "pela descoberta de novas formas produtivas de teoria atômica", apenas um dos muitos prêmios que recebeu ao longo da carreira, incluindo a Medalha Copley e a Medalha Max Planck. Morreu em 1984, influenciando a física teórica até seus últimos dias cujo legado sobrevive através de gerações de físicos inspirados por sua abordagem profunda e contribuições fundamentais.