Científico, Manuais

Experimento: Faça você mesmo uma Borracha Quântica – Parte 2


Sem enrolação, vamos continuar com o artigo anterior: Experimento: Faça você mesmo uma Borracha Quântica – Parte 1

Construção – Parte 2

Construindo o “Identificador de caminhos”

Agora que já leu a primeira parte do experimento e sabe que o fio que encontrou serve… é hora de começar com as safadezas quânticas! Vocês se lembram de que o padrão de interferência surgia porque não tínhamos como saber por qual lado do fio o fóton veio, mas e se pudessemos “pintar” o fóton que veio da direita de uma “cor” e o da esquerda com outra? Assim, seria possível determinar o caminho que ele percorreu, ou seja, seriam distinguíveis.

Clique para aumentarInfelizmente não vendem pincéis tão pequenos, portanto não podemos pintar um fóton, também não podemos acompanhar ele com o dedo (são muito rápidos) e muito menos colocar uma coleira com gps nele… O que vamos fazer é polarizá-lo, que no mundo quântico seria equivalente a “pintar” o fóton, e vamos fazer isso da seguinte maneira:

Pegue uma parte do polarizador e corte-a em duas. Rotacione uma delas em 90° e junte novamente a outra parte (como na imagem ao lado, clique para ampliar). Parece gambiarra e na verdade é… e o mais importante desse passo: tente fazer com que a junção fique a mais perfeita, fina e imperceptível possível. Agora você vai posicionar o fio fino exatamente em cima da junção dos dois filmes polarizadores de forma que o fio “esconda” a junção dos dois polarizadores.

Pronto! O que você fez foi um “identificador de caminhos”, com ele podemos saber se um fóton veio da esquerda, pois ele teria uma polarização, digamos… horizontal e o da direita uma polarização vertical (é isso que você fez quando girou os polarizadores 90°, os deixou com polarizações perpendiculares). Agora vem a parte interessante: coloque esse conjunto na frente do laser como da vez anterior e observe o que acontece com a imagem na parede.

Cadê a interferência? =o
Imagens referentes aos dois casos do artigo anterior.

 
Great Scott!! As franjas somem! Os fótons não podem mais interferir com eles mesmos pois eles não passaram “pelos dois lados ao mesmo tempo” e sim por um lado só! De qualquer posição, depois do identificador, daria pra saber se um fóton veio da esquerda ou da direita devido a sua polarização. Então, o que muda é você poder distinguir os caminhos…

Observando os fótons de caminhos diferentes

Vamos recapitular, até agora vimos: o padrão de interferência na parede quando colocamos apenas o fio no caminho de laser e o padrão de interferência sumir quando usamos o identificador de caminhos… Certo? Ok! Esquerda - DireitaAgora, só pra ilustrar o que está acontecendo, será que quando estamos usando o identificador de caminhos podemos fazer algo para ver só os fótons com polarização vertical na parede? Ou só os com polarização horizontal? Mas é claro!

Logo depois do identificador, posicione um outro polarizador com a mesma orientação de um dos lados do identificador. Na posição horizontal, você só veria os fótons que passaram pelo lado que tem um polarizador horizontal e vice-versa. Vocês veriam na parecido com a imagem ao lado.

 
Construindo a Borracha Quântica

Agora chegamos na parte final e que dá nome ao experimento! \o/ (não se empolgue muito, não teremos explosões…)
Mas o que exatamente uma borracha quântica apaga? Quando usamos o identificador de caminhos e deixamos os fótons que passam por cada lado do fio com polarizações diferentes – perpendiculares – estamos adicionando informação a esses fótons e eles a carregam consigo até baterem na parede [1]. E é essa informação que possibilita distinguirmos o lado pelo qual o fóton passou, mas é possível apagá-la!! =o

Se posicionarmos um outro polarizador orientado a 45° [2] depois do identificador de caminhos, que “marca” os fótons da direita e esquerda, essa “marcação” será apagada. Todos eles serão repolarizados na mesma orientação e adivinhem o que acontece na parede? O padrão de interferências volta!! =o Isso acontece por que apagamos a polarização anterior deles, novamente não dá pra saber de qual lado vieram mesmo com o identificador de caminhos lá! Demais né?

Para deixar a montagem mais clara, fiz esse esqueminha, logo abaixo… Nele podemos ver os suportes, o laser, o identificador de caminhos, a borracha quântica e a parede.

Borracha Quântica

 
Bem, é isso! Gostaram? Se pesquisarem por ai vão achar muitas e muitas coisas interessantes e filosóficas sobre esse experimento [3]. Queria ter colocado mais fotos dele, mas depois que o apresentei na faculdade… meu professor o confiscou!! Sério…

=/

Notas do Autor:

[1] Isso é tão verdade que podemos enviar sinais usando a polarização da luz. Pode-se fazer 0’s e 1’s com polarizações diferentes e enviar um sinal digital, por exemplo.
[2] É só pensar nos vetores.. a polarização a 45° preserva uma componente tanto da horizontal quanto da vertical!
[3] Já podem ir se acostumando a pesquisar e se virar… ^^

*It’s not stupid! It’s advaaanced!




33 especialistas já comentaram!

  1. Ruvânia

    Mas… como eu faço pra explodir?

  2. Henrique Barros

    Borracha no sentido que apaga ou não sinais de interferência , agora sim foi bem compreensível.
    Muito bom QF agora só automatizar o giro dos polarizadores juntar 1 bilhão delas e Fazer um computador quântico.

    QF Passo perguntar assim ele só aceita as configurações 90 e 0 graus no primeiro polarizador ou tb tem como colocar 30 , 60 ? Caso causem alterações no padrão de interferência .

  3. Faok

    Poxa…
    agora eu entendi…

    eu estava com uma bolinha de borracha pulando no fio o tempo todo…

    nossa… que péssima imaginação… XD

    hauahauahauhauhaua…
    (tenho que parar de trabalhar tanto… está afetando minha imaginação bizarra…)

  4. QF

    @Ruvânia Junte 15 partes de salitre, 3 partes de carvão e 2 de enxofre… misture bem e despeje em cima do experimento.
    Adicione fogo. Pronto! =D

    @Henrique Olha, não tinha pensado nisso e tb não testei (nem tenho mais o experimento né? snif) Mas acho que SE o padrão surgir, será muuuuuito fraco!

    @Faok Aquelas rebarbas que sobram depois que você pagava uma folha inteira de contas?? Não… elas continuam inúteis… ou pior, como provas do nosso fracasso! uauhuauhahuahua

  5. Faok

    @QF prefiro quando junta glicerina com ácido nítrico a quente 1:3… =D

  6. Vitor

    Muito legal o experimento! Mas tem algum jeito de ter certeza q o padrão de interferência é causado pelo mesmo fóton e não por dois fótons de mesma polaridade que passam por lados opostos do fio?

  7. QF

    @Vitor Tem sim. É só você fazer o experimento com um fonte que emite um ÚNICO fóton por vez… infelizmente, fazer isso em casa é bem difícil, mas já foi feito em lab.
    O resultado que vemos qdo usamos vários fótons por vez é o mesmo que o de usar um de cada vez por muito tempo… sabe? Acumulando os resultados pra fazer a imagem da franja. \o/

  8. quasebióloga

    muito legal, e se botar uma fuinha , por exemplo, entre o sol e a terra e na frente da terra uma nave quadrada totalmente branca com uma das faces voltadas para a fuinha…….e por esse polos do esperimento ai….. acontece igual na superfície da nave?????

    considerando que a fuiha em questão , comparada ao tamanho dos sol e da terra seria um fio beeeeeem fininho……….

    e então , funciona…..

    ( ninguém mandou brincar com meus sonhos……….)

  9. gedanken

    vamos fazer um baixo assinado pro QF ensinar a fazer bomba atomica em casa :D ”QF prometo não uzar ela para destruir o mundo(ainda) ”
    opa,, fuinha podemos nos unir,, vc vai pra angra e tras um poquinho de uranio,, eu fasso fisica e em alguns anos DOMINAREMOS O MUNDO. :D
    …. bom eu continuei delirando depois disso pra encurtar a historia- terminei como amigo de uma forma de vida alienigena que me ensinara a usar gravitons para destruir as coisas.

  10. =D, acima de tudo entendi agora =P, mas gostei mais só da primeira parte auhsuahsu =P

    Laser Vermelho (Atrás) + Laser Verde (Frente), Uma lanterna com papel laminado colorido no meio se mechendo, alguns espelhos, e vocês tem que ver o efeito lindo que dá!

  11. Evil Fuinha

    Minhas ultimas interaçoes com laseres ainda me trazem um certo desconforto, prefiro nao comentar….

  12. DukeGod

    Ok vamos filosofar!
    Eu acho que o padrão de interferencias é uma metafora ao leite das cachalotes(Sperm Whales!)…principaalmente quando um caipira aleatório decide usa-lo para fazer queijo cheio de corante azul que…hmmm…
    alguma coisa?

  13. Pô, que decepção =/, acabei de descobrir que eu não sou do signo de áries mais =/… Virei Peixes –“

  14. Vitor

    eu era capricórnio, virei sagitário!

  15. quasebióloga

    HUM…..

  16. Faok

    E eu recebi o meu presente de amigo secreto hoje!!! XD

    Falta mais alguém será???

    ainda não o abri… vou pedir para tirar fotos do momento… XD

  17. Elaisyun Elderan

    o QF podia tentar descobrir como faz o raio da morte Tesla, e ensinar para nós, pobres seres em busca do conhecimento (auhuaauha) que gostamos de construir coisas legais!

    muito legal a borracha quantica! assim que eu tiver tempo vou tentar construir uma para mim!

  18. DukeGod

    Parem de reclemar vocês todos xD
    Eu fui de Escorpião para VIRGEM não tem como ficar pior!!

  19. Faok

    @DukeGod – Quem disse que você não pode ficar virgem novamente??? XD
    hauahuahauahau

    eu sai de aquário para capricórnio…

  20. Caveira

    Acabei de ficar sabendo que minha amiga secreta já recebeu o presente! Ufa… Estava com medo que o pessoal da inteligência americana desviasse o pacote, afinal ja tive antecedentes com o Departamento de Defesa…

    @Minha “outra” Amiga Secreta (a que me mandou o presente…): Acredita que já terminei de ler? Pois é. Livro fantástico (sem falar que tem algumas boas dicas para dominar o mundo).

    Para quem ficou curioso, estou falando do “O Símbolo Perdido” do Dan Brown. Lí o livro todo em 3 dias…

  21. Caveira

    A sim, a experiência do QF…

    Cara, bem interessante. Me lembrou o “Teste de Foucault” que usamos para calibrar espelhos esféricos e parabólicos.

  22. quasebióloga

    caveira, eu li esse livro, 2 vezes, muuuuuuuuuuuito bom mesmo, dá pra realmente ver cada cena! muuuuuito bom!!!!
    já leu os outros do autor?
    ponto de impacto e fortaleza digital, são muito bons tbm^^

    ah! já q é sobre livros, alguém viu o ultimo livro do guia do mochileiro das galáxias? publicado depois q o autor morreu…

  23. Faok

    @quasebióloga – o 5º livro da trilogia??? Mostly Harmless???

    eu prefiro os outros 4 livros da trilogia… é muito bom, não nego, mas prefiro os outros…

    =P

  24. DukeGod

    @quasebiologa e @Faok
    Acho que ela ta flando de “And Another Thing” que foi escrito po Eoin Colfer depois que o Adams morreu =D
    Ainda nao tive a chance de ler,mas gosto das obras desse maluco(A serie Artemis Fowl)
    Ah claro,o livro é a “Parte Seis,de Três” XD

  25. Evil Fuinha

    ufa, tava preocupada se meu amigo tinha recebido o presente dele!

    qm falta receber??

    @Faok como aguenta de curiosidade?? eu qse matei meu presente qndo ele chegou de tao curiosa q eu tava!!

  26. Elaisyun Elderan

    eu não recebi meu presente aindaaaa

  27. quasebióloga

    é um q na capa tem “Entre em pânico” ao invés de “” Não entre em pânico” escrito…
    q o guia muda de dono….. o ford rouba o guia e tals…..

  28. Haa =D, sai em PT mês que vem esse livro ^^, parece ser bom =P

    vou terminar de ler os outros (Presente de amigo secreto *.*) =D

  29. genial.

    Vou fazer com meus alunos! haushuashaus

  30. Faok

    @Fuinha – Eu moro em Poços de Caldas… o presente foi enviado para Campinas, casa dos meus pais… daí tive tempo suficiente para exercitar meu lado zen-budista-depressivo e resistir ao ímpeto de destruir a embalagem como um Huno… o que me faria destruir o livro junto. Claro que piscina no bunker ajudou a desviar minha mente… XD

    Mas as fotos estão aqui!!!
    e meu presenteado já recebeu tb!!
    =P
    yeahh!!!

    Hmmm…. livro novo a caminho… ai minha conta bancária…
    T.T

    Alguém aí é couch surfer?

  31. Buzina

    “Minhas ultimas interaçoes com laseres ainda me trazem um certo desconforto, prefiro nao comentar….”

    @Fuinha Depilação à laser, Fuinha? hauahuahuahuahuahauh

    Pessoas, negócio é o seguinte….o presente que enviei já deveria ter chegado….mas parece que não chegou. Eram 5 dias úteis, foi carta registrada [sim, coube num envelope, apesar de serem dois livros!!], logo a pessoa tem que assinar pra receber.

    O meu até 2min atrás ainda não chegou também…hauhauah

  32. Buzina

    Correção: o presente que enviei já chegou, vi agora no site… FAÇA BOM PROVEITO!!

  33. Muito legal o experimento.
    Só não entendi porque abandonar a física clássica e partir para a explicação quântica.
    Seria bem mais fácil para qualquer pessoa entender o que está acontecendo.

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