Você sabia que existe um mundo onde os objetos podem estar em milhares de lugares ao mesmo tempo? Onde você não pode medir a posição exata de um objeto, não importa o quanto você tente? Onde objetos localizados em extremidades opostas do universo po...
O principio da incerteza de Heisenberg estabelece que existem certos pares de variáveis cujos valores não podem ser conhecidos simultaneamente. Como mencionado anteriormente, um exemplo de tais variáveis é o par momento e posição. Entretanto, este par não é o único que obedece ao princípio. Outro par deste tipo é o par energia e tempo:
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Digamos, por exemplo, tenhamos um dispositivo medidor ao qual enviamos um fóton. Queremos medir a energia do fóton e o tempo no qual o fóton passou pelo medidor. Porém, toda partícula obedece ao princípio da incerteza para tempo e energia, portanto, quanto mais precisão tivermos ao medir a energia do fóton, maior será a incerteza sobre o tempo em que ele passou pelo dispositivo medidor.
Mas o que acontece se aplicarmos esta incerteza ao vácuo? O vácuo é definido pela física clássica como um espaço vazio (um espaço onde não existem partículas), assim, sua energia é zero. Entretanto, o princípio da incerteza para o tempo e energia estabelece que sempre existe pelo menos um pouco de incerteza em relação à energia em qualquer sistema, o que significa que ninguém pode ter certeza de que a energia do vácuo é realmente zero. Isto quer dizer que até mesmo o próprio vácuo pode obter um valor de energia diferente de zero por curtos períodos de tempo. Estes desvios na energia do vácuo são chamados de flutuações quânticas de vácuo. A pergunta é: Para que serve essa energia temporária gerada pelas flutuações de vácuo?
Acontece que ela é usada para criar um novo e peculiar tipo de particulas - partículas virtuais. Estas partículas virtuais das flutuações de vácuo são criadas espontaneamente por todo o Universo, e normalmente existem por período muito curtos de tempo. Particulas virtuais não podem ser criadas sozinhas - sempre são criadas em pares junto com suas respectivas antipartículas. Como seria de se esperar, elas são aniquiladas após um curto período de tempo.
A equação acima mostra que quanto maior a incerteza na energia, menor a incerteza no tempo. Isso significa que quanto mais energia um dado par "tomar emprestado", mais cedo as partículas do par serão aniquiladas. Quando um par virtual se aniquila, nenhuma energia é criada, portanto a lei da conservação de energia (que estabelece que a energia não pode ser criada do nada) não é violada. Partículas e antipartículas virtuais simplesmente tomam energia "emprestado" e logo a devolvem.
Partículas virtuais podem não ter sempre as mesmas propriedades que suas correspondentes clássicas. Um elétron virtual, por exemplo, pode não ter a mesma massa que um elétron clássico. Além disso, partículas virtuais não podem ser observadas diretamente. Podemos, por outro lado, observar seus impactos no ambiente ao redor delas. Sob certas condições, elas podem até ser transmutadas em partículas clássicas, como veremos nos próximos capítulos.
