No final da década de 1970, o lendário físico John Wheeler propôs uma questão radical: exatamente quando é que o universo percebe que estamos prestando atenção a uma experiência quântica? E isso realmente importa? A resposta vai contra tudo o que pensávamos saber.
O experimento mental de Wheeler, que eventualmente se tornou um experimento real, envolveu o famoso experimento de fenda dupla. Digamos que você tenha uma fonte de luz e uma tela com duas fendas verticais finas. Quando você direciona a luz através das fendas, a luz age como uma onda. Ele interfere consigo mesmo, causando um padrão ondulante em uma parede oposta, com faixas de brilho alternando com escuridão. É exatamente assim que as ondas funcionam, e se você se encontrar em um porto com duas aberturas estreitas, verá as ondas chegando à costa com um padrão semelhante.
Agora, digamos que você faça o luz realmente fraco – tão fraco que, eventualmente, apenas um fóton de cada vez passa pela fenda dupla. Surpreendentemente, embora cada fotão individual aja como uma partícula – atinge a parede oposta num ponto específico – depois de chegarem fotões suficientes, surge o mesmo padrão de interferência. A conclusão usual é que a natureza ondulatória de um único fóton interfere consigo mesma para criar o padrão.
Agora, vamos adicionar mais uma camada. Digamos que você introduza um detector nas fendas, para descobrir em qual fenda o fóton está localizado. na verdade passou em seu caminho pela tela. Quando você faz isso, a natureza ondulatória do fóton desaparece. Você consegue ver por qual fenda o fóton passou – mas ele só age como uma partícula, e você nunca obtém um padrão de interferência na parede oposta.
Quando projetamos um experimento quântico, devemos optar por investigar a natureza ondulatória ou a natureza particulada dos fótons – mas não podemos fazer as duas coisas. OK, é estranho. Mas até agora, é o tipo padrão de estranheza quântica.
Wheeler aumentou a aposta. Ele perguntou o que aconteceria se você introduzisse um atraso. E se você inserisse um detector nas fendas depois o fóton já havia passado?
Wheeler propôs uma analogia útil. Imagine uma fonte de luz distante, como um quasarque envia luz viajando por bilhões de anos-luz. Parte dessa luz dirige-se diretamente para nós, enquanto alguns feixes seguem um caminho curvo através de uma lente gravitacionalcomo um aglomerado enorme. Ambos os feixes chegam à Terra ao mesmo tempo, e podemos montar um experimento para interferir nesses feixes. Nesse experimento, podemos optar por estudar a natureza ondulatória ou a natureza particulada da luz.
Wheeler adivinhou a resposta. Ele estava certo, e sua correção foi posteriormente confirmada por experimentos. Mesmo quando fazemos uma escolha atrasada, os fótons de alguma forma acompanham isso e alteram se vão formar um padrão de interferência.
Como é que isso funciona? Estamos fazendo nossa escolha na etapa final da jornada da luz. Como os fótons “sabiam” antecipadamente que escolha faríamos? Parece que a nossa escolha no futuro voltou no tempo para alterar a forma como os fotões se comportaram no passado.
Uma versão atualizada do experimento, conhecida como “apagador quântico de escolha atrasada”, torna isso ainda mais louco. Neste experimento, os fótons passam pelas fendas. Então, o experimento decide se monitora as fendas. Bem depois de os fótons atingirem a tela, o experimentador decide ler a informação. Se o experimentador ler a informação sobre por qual fenda o fóton passou, nunca haverá um padrão de interferência. Se o experimento descartar a informação, surge um padrão de interferência.
Lembre-se, tudo isso é depois o fóton já atingiu a tela.
Wheeler nos ensinou como pensar sobre isso. Ele argumentou que não faz sentido falar sobre fótons “em vôo”. Temos apenas medições e observações – os resultados finais dos nossos experimentos. A ordem dos eventos e o que aconteceu durante o experimento em si não importam. Os fótons não estão realmente em voo da maneira como pensamos, e a dualidade onda-partícula dos fótons não faz sentido na maneira como normalmente pensamos sobre as coisas.
O que obtemos, sejam partículas ou ondas, é o que obtemos. E só quando fazemos essa medição é que a natureza revela que aspecto da realidade nos deve mostrar.
