Primeira impressões do livro " Alice no País do Quantum "

Obs: Bianca Duque Silva Fernandes   N°5  ( entrou no dia 28/03)  

Resenha sobre o livro ' Alice no País do Quantum'

O livro " Alice no País do Quantum", de Robert Gilmore, inicia com Alice completamente entediada, pois todos seu amigos estavam de férias, visitando os parentes e ela, ficou em casa, trancada vendo televisão.                                                                                                                  Olhou para o livro que estava no chão, que era uma edição de " Alice no País das Maravilhas", de Lewis Carroll, e divaga, desejando que sua vida fosse como a da outra Alice.  Viu pontinhos brilhantes dançando em frente a TV, como se estivessem a chamando,  foi até eles, tropeçou no livro que havia largado no chão, e caiu de cabeça. De repente começa a ver a tela da TV ficar enorme, e se surpreende cercada pelos pontinhos dançantes que fluíam para dentro da imagem.    A partir daí Alice começa uma incrível  aventura, experimentando vários efeitos da física quântica, como elétron , átomos, teorias sobre a natureza das partículas   subatômicas, etc.
Aprendendo ainda mais sobre matemática, química e física, ao longo do livro.                                 E conhecendo diversos personagens estranhos que a ajudam a entender a natureza do mundo quântico, sendo ele difícil é fácil ao mesmo tempo.
Esse livro traz  a mistura de infância e matemática na medida feito para quem  gosta e sabe um pouco de MATEMÁTICA uma ótima leitura ,porém  complexa algumas vezes mal esclarecidas  nas notas . 
Essa intextualidade entre o livro Alice  no pais do quantum e Alice no país da Maravilha é o que faz você continuar lendo para vê se acontece a mesma coisa que aconteceu com a Alice do livro de Lewis Caroll é impressionante  o quão o livros são parecidos e diferentes ao mesmo tempo mais sem deixa de presta conteúdo e  originalidade de ambos.

Quiz- Perguntas e respostas do livro 'Alice no País do Quantum'

1-Quais são as primeiras criaturas encontrada por Alice?
A)Elétron
B) Positrón
C)Fótons
 D)nêutrons

2- Em qual livro Alice caiu ?
 a)Alice no país da Maravilha
 b)Alice no país do quantum
 c)Alice no país do candy
 d)Alice no país do brincadeira

3- O que Alice via antes de tropeçar  no livro?
a) Propaganda  Politica
b) Propaganda de cosméticos
c) Propagando de classificados
d) Propaganda dos Produtos Jequiti

4- O primeiro elétrons que Alice encontrou era ?
a) Spin para cima
b) Spin para baixo
c) Spin debaixo
d) Spin abaixo

5-Qual dessas teorias não faz parte do livro Alice no pais do quantum?
a)Teoria da pequena sereia
b) Teoria do patinho feio
c) Teoria e Branca de Neve 
d) Teoria do gato morto e gato vivo 

6-No capitulo 3 ' com um aceno de adeus para Alice, a gerente voltou
a) a cama para dormir
b) a sua mesa e começou a fazer algo especialmente complicado com todos os botoes que havia ali 
c) a sua mesa e começou fazer relatórios
d) a sala para assistir TV 

7- No capitulo 1, Alice examinou o prédio que estava á sua frente. Era uma modesta estrutura de
a) blocos
b) tijolos
c) pedras
d) algodão 

8- Quem é o autor do livro 'Alice no País da Quantum'
a)Lewis Carroll
b) Robert Gilmore
c)  Nicholas Sparks
 d)Marcus Zusak

9-  Qual o nome dos personagens que aparecem jogando sinuca ?
a) Físico e Quântico 
b) Matemático e Físico
c) Filosofo  e Quântico 
d) Clássico e Quântico 

10-  Qual o primeiro  personagem q aparece fazendo referência  só livro "Alice  no pais da Maravilha "?
a) Formiga
b) Chapéu
c)Gato
d)Largatixa

Respondas 
1- a
2- a
3- a
4- b
5- c
6- b 
7- b
8- b 
9- d 
10- c

Física Quântica no dia a dia

O que é Física Quântica 

Há pouco mais de cem anos, o físico Max Planck, considerado conservador, tentando compreender a energia irradiada pelo espectro da radiação térmica, expressa como ondas eletromagnéticas produzidas por qualquer organismo emissor de calor, a uma temperatura x, chegou, depois de muitas experiências e cálculos, à revolucionária ‘constante de Planck’, que subverteu os princípios da física clássica.

Este foi o início da trajetória da Física ou Mecânica Quântica, que estuda os eventos que transcorrem nas camadas atômicas e sub-atômicas, ou seja, entre as moléculas, átomos, elétrons, prótons, pósitrons, e outras partículas. Planck criou uma fórmula que se interpunha justamente entre a Lei de Wien – para baixas frequências – e a Lei de Rayleight – para altas frequências -, ao contrário das experiências tentadas até então por outros estudiosos.

Albert Einsten, criador da Teoria da Relatividade, foi o primeiro a utilizar a expressão quantum para a constante de Planck E = hv, em uma pesquisa publicada em março de 1905 sobre as conseqüências dos fenômenos fotoelétricos, quando desenvolveu o conceito de fóton. Este termo se relaciona a um evento físico muito comum, a quantização – um elétron passa de uma energia mínima para o nível posterior, se for aquecido, mas jamais passará por estágios intermediários, proibidos para ele, neste caso a energia está quantizada, a partícula realizou um salto energético de um valor para outro. Este conceito é fundamental para se compreender a importância da física quântica.

Seus resultados são mais evidentes na esfera macroscópica do que na microscópica, embora os efeitos percebidos no campo mais visível dependam das atitudes quânticas reveladas pelos fenômenos que ocorrem nos níveis abaixo da escala atômica. Esta teoria revolucionou a arena das idéias não só no âmbito das Ciências Exatas, mas também no das discussões filosóficas vigentes no século XX.

No dia-a-dia, mesmo sem termos conhecimento sobre a Física Quântica, temos em nossa esfera de consumo muitos de seus resultados concretos, como o aparelho de CD, o controle remoto, os equipamentos hospitalares de ressonância magnética, até mesmo o famoso computador.

A Física Quântica envolve conceitos como os de partícula – objeto com uma mínima dimensão de massa, que compõe corpos maiores - e onda – a radiação eletromagnética, invisível para nós, não necessita de um ambiente material para se propagar, e sim do espaço vazio. Enquanto as partículas tinham seu movimento analisado pela mecânica de Newton, as radiações das ondas eletromagnéticas eram descritas pelas equações de Maxwell. No início do século XX, porém, algumas pesquisas apresentaram contradições reveladoras, demonstrando que os comportamentos de ambas podem não ser assim tão diferentes uns dos outros. Foram essas idéias que levaram Max Planck à descoberta dos mecanismos da Física Quântica, embora ele não pretendesse se desligar dos conceitos da Física Clássica.

A conexão da Mecânica Quântica com conceitos como a não-localidade e a causalidade, levou esta disciplina a uma ligação mais profunda com conceitos filosóficos, psicológicos e espirituais. Hoje há uma forte tendência em unir os conceitos quânticos às teorias sobre a Consciência.

Físicos como o indiano Amit Goswami se valem dos conceitos da Física moderna para apresentar provas científicas da existência da imortalidade, da reencarnação e da vida após a morte. Professor titular da Universidade de Física de Oregon, Ph.D em física quântica, físico residente no Institute of Noetic Sciences, suas idéias aparecem no filme Quem somos nós? e em obras como A Física da Alma, O Médico Quântico, entre outras. Ele defende a conciliação entre física quântica, espiritualidade, medicina, filosofia e estudos sobre a consciência. Seus livros estão repletos de descrições técnicas, objetivas, científicas, o que tem silenciado seus detratores.

Fritjof Capra, Ph.D., físico e teórico de sistemas, revela a importância do observador na produção dos fenômenos quânticos. Ele não só testemunha os atributos do evento físico, mas também influencia na forma como essas qualidades se manifestarão. A consciência do sujeito que examina a trajetória de um elétron vai definir como será seu comportamento. Assim, segundo o autor, a partícula é despojada de seu caráter específico se não for submetida à análise racional do observador, ou seja, tudo se interpenetra e se torna interdependente, mente e matéria, o indivíduo que observa e o objeto sob análise. Outro renomado físico, prêmio Nobel de Física, Eugen Wingner, atesta igualmente que o papel da consciência no âmbito da teoria quântica é imprescindível.

Aplicações da Física Quântica no dia a dia

 Por muito tempo, o mundo que conhecemos parecia seguir regras facilmente compreendidas por nossas intuições. E muitas descobertas científicas vieram a partir destas intuições: a gravidade tende a puxar tudo para “baixo” – para o centro da Terra; ao observar um navio desaparecendo no horizonte, ele desaparece por “partes”, sendo a última parte o mastro, e assim pode-se concluir que a Terra não é plana; a água é indispensável à vida na Terra; e assim por diante.

Mas isso tudo mudou com a mecânica quântica. Este campo de estudo colocou a intuição humana de cabeça para baixo. Elétrons são, ao mesmo tempo, onda e partícula, e a forma como se comportam muda apenas pela observação; partículas são “entrelaçadas” de tal forma que podem se comunicar quase que instantaneamente a distâncias absurdas; isso só para citar alguns exemplos.

Neste texto, não pretendo entrar no mérito de explicar a física quântica, coisa que já foi feita várias vezes aqui no Astropt (por mim e por especialistas de verdade que sabem muito mais do que eu sobre o assunto). Colocarei alguns links para você se aprofundar ao final deste texto. O que quero mesmo fazer é aludir a uma frase que o Carlos usa com frequência, e que é muitíssimo adequada: “a ciência não é democrática. Por exemplo, o facto da gravidade ou da electricidade funcionarem, não depende da quantidade de pessoas que acreditam nisso”.

Esta frase é adequadíssima por que ela aponta para uma característica fundamental da ciência: A capacidade de traduzir modelos científicos em aplicações no mundo real. Graças ao nosso conhecimento da gravidade, movimento e aceleração somos capazes de sair do nosso planeta e voar todos os dias em vôos comerciais de um continente a outro. Graças ao nosso conhecimento sobre energia, somos capazes de coletar eletricidade do sol, do movimento e da fissão de átomos.

Tudo isso tem aplicação prática no dia a dia. Sem estas descobertas, você provavelmente não estaria lendo este texto num computador, que funciona a eletricidade, nem faria aquelas tão desejadas férias em Machu Picchu ou Stonehenge.

E é aí que retornamos para a Física Quântica. Andei reparando que muitas pessoas interessadas em ciência (algumas que inclusive se consideram céticos), principalmente pela ignorância em relação a como a ciência funciona, possuem sentimentos confusos em relação a mecânica quântica, o que muitas vezes os levam a acreditar em vigarices pseudocientíficas e documentários tolos como “Quem Somos Nós?”. Um dos motivos que consegui perceber é a crença de que a física quântica não é uma teoria “comprovada” (sim, lá vamos nós de novo), por que não tem aplicação no mundo real. Acham que, por que este campo de estudo trata do muito pequeno, que não há um impacto relevante na vida dos cidadãos.

Estas pessoas, é claro, não poderiam estar mais enganadas. As aplicações da teoria quântica no dia a dia não são novas, e graças à ela fomos capazes de aperfeiçoar e inovar em diversas tecnologias que usamos hoje. Vou citar apenas alguns exemplos que possuem profunda relevância no mundo de hoje:

Transístor:

O que é: Componente eletrônico indispensável para qualquer equipamento de eletrônica, que age tanto como amplificador quanto como um switch para sinais eletrônicos.

O que tem a ver com a física quântica: Transistores dependem de uma propriedade singular dos semicondutores para operar. Graças às descobertas da mecânica quântica foi possível passar dos inseguros tubos de vácuo do ENIAC para computadores mais confiáveis e cada vez menores.

Onde se usa isso: Basicamente, em tudo que é eletrônico: de computadores a tablets, passando por GPS, satélites, naves espaciais, aviões, radares, entre outros.

 Laser:

O que é: Dispositivo que produz radiação eletromagnética com características muito especiais, como se propagar como um feixe de ondas paralelas e possuir um mesmo comprimento de onda.

O que tem a ver com física quântica: Lasers funcionam quando agitamos os elétrons que orbitam átomos, os quais emitem fótons conforme retornam aos seus níveis mais baixos de energia. Os fótons emitidos fazem outros átomos liberarem fótons com o mesmo nível de energia e direção, criando um feixe de fótons que vemos como o raio laser. Todo esse processo funciona baseado num dos princípios fundamentais da mecânica quântica, que estabelece que a luz se propaga em “pacotes” chamados Quanta (meio que como a transmissão de dados via internet) e o laser funciona estimulando a emissão de um quanta específico de energia.

Onde se usa isso: Tudo que usa lasers, como o espectroscópio, scanners de código de barras, microscopia, sistemas militares de defesa, CD e Blu-Ray players, entre outros.

 Gerador de números aleatórios:

O que é: dispositivo desenvolvido para gerar números realmente aleatórios.

O que tem a ver com física quântica: Por mais estranho que pareça, jogar um dado gera números aparentemente aleatórios, mas não realmente aleatórios. Acontece que a única aleatoriedade verdadeira acontece ao nível quântico (ex.: com informações suficientes, os cientistas são capazes de predizer resultados de uma jogada de dados). Já ouviu falar do Princípio da Incerteza de Heisenberg? (os fãs de Breaking Bad vão ter outra percepção da série agora) Nele, se estabelece que, a nível quântico, não podemos determinar com precisão e simultaneamente a posição e o momento de uma partícula. Aproveitando-se dessa imprevisibilidade, os cientistas criam o equivalente a um “dado quântico” gerando algo chamado “ruído quântico”, através de flutuações no vácuo. Medindo os níveis aleatórios de ruído produzido, os pesquisadores podem desenvolver números realmente aleatórios.

Onde se usa isso: Estatística, simulações de computador, criptografia, e em qualquer área que necessite produzir resultados totalmente aleatórios.

 Relógio Atômico:

O que é: Relógio ultrapreciso (na verdade, o tipo mais preciso de relógio já criado)

O que tem a ver com a Física Quântica: O ruído quântico, por ser totalmente aleatório, limita a precisão do relógio para medir a vibração dos átomos de césio (que é como estes relógios funcionam). Mas, com este conhecimento, foi possível para pesquisadores de duas universidades alemãs desenvolverem uma forma de suprimir estes níveis de ruídos manipulando os estados de energia dos átomos de césio nos relógios atômicos.

Onde se usa isso: Em diversas aplicações que necessitam de uma precisão realmente grande, como quando engenheiros precisam calcular trajetórias para espaçonaves, para saber precisamente quão veloz o objeto de destino, seja uma estrela ou asteróide, está se movendo.

Fora isso, ainda podemos citar outras aplicações conhecidas e que sabemos que, em breve, irão avançar muito nossa tecnologia, como computação e criptografia quântica, transmissão de informações virtualmente instantâneas e até teletransporte.

Eu poderia ficar citando aqui outros exemplos, mas este texto é apenas uma forma de demonstrar o quanto a mecânica quântica não é uma teoria dissociada da realidade prática e nem suas aplicações são novidade; pelo contrário, sem ela, nossa evolução tecnológica durante o século XX não teria sido possível.

Entrevista sobre o livro 'Alice no País do Quantum'

Paródia do livro 'Alice no País do Quantum '

Aquarela-Toquinho

Numa folha qualquer eu desenho um sol amarelo

E com cinco ou seis retas é fácil fazer um castelo.

Corro o lápis em torno da mão e me dou uma luva,

E se faço chover, com dois riscos tenho um guarda-chuva.

Se um pinguinho de tinta cai num pedacinho azul do papel,

Num instante imagino uma linda gaivota a voar no céu.

Vai voando, contornando a imensa curva Norte e Sul,

Vou com ela, viajando, Havai, Pequim ou Istambul.

Pinto um barco a vela branco, navegando, é tanto céu e mar num beijo azul.

Entre as nuvens vem surgindo um lindo avião rosa e grená.

Tudo em volta colorindo, com suas luzes a piscar.

Basta imaginar e ele está partindo, sereno, indo,

E se a gente quiser ele vai pousar.

Numa folha qualquer eu desenho um navio de partida

Com alguns bons amigos bebendo de bem com a vida.

De uma América a outra consigo passar num segundo,

Giro um simples compasso e num círculo eu faço o mundo.

Um menino caminha e caminhando chega no muro

E ali logo em frente, a esperar pela gente, o futuro está.

E o futuro é uma astronave que tentamos pilotar,

Não tem tempo nem piedade, nem tem hora de chegar.

Sem pedir licença muda nossa vida, depois convida a rir ou chorar.

Nessa estrada não nos cabe conhecer ou ver o que virá.

O fim dela ninguém sabe bem ao certo onde vai dar.

Vamos todos numa linda passarela

De uma aquarela que um dia, enfim, descolorirá.

Numa folha qualquer eu desenho um sol amarelo (que descolorirá).

E com cinco ou seis retas é fácil fazer um castelo (que descolorirá).

Giro um simples compasso e num círculo eu faço o mundo (que descolorirá).

Primeira impressões do livro " Alice no País do Quantum "

Glossário 

Ad infinītum- que não tem fim ou limite.

Átomo- O átomo é a menor partícula capaz de identificar um elemento químico e participar de uma reação química.

Bósons- são as partículas que têm spin inteiro e que, portanto, não são limitadas pelo princípio da exclusão de Pauli (princípio da mecânica quântica onde dois férmions idênticos não podem ocupar o mesmo estado quântico simultaneamente), como os férmions de spin semi-inteiros.

Constante de Planck- é representada pela letra h, e é uma das constantes fundamentais da Física, usada para descrever o tamanho dos quanta. Tem um papel fundamental na teoria da Mecânica quântica, aparecendo sempre que fenómenos relacionados à mecânica quântica são estudados.

Constante universal- dos gases perfeitos. A constante universal dos gases perfeitos é uma constante física que relaciona a quantidade de um gás (medida em número de moléculas) com a pressão e a temperatura. Um gás perfeito é um gás imaginário que respeita estaconstante a qual assume que o volume da molécula é zero.

Elétrons- "giravam" em torno de si mesmos, e embora geralmente associado à ideia de momento magnético das partículas uma vez que partículas carregadas, quando em movimento de rotação, da mesma forma que uma volta de fio percorrido por uma corrente elétrica, produzem campos magnéticos, esta descrição não é adequada para os nêutrons, que não possuem carga elétrica;

Energia cinética- é a forma de energia que os corpos em movimento possuem. Ela é proporcional à massa e à velocidade da partícula que se move. A energia é um conceito que está envolvido em vários momentos do nosso dia a dia.

Free and easy- livre e fácil

Férmions- No modelo padrão da física de partículas, todas as partículas que constituem a matéria (quarks e elétrons) são férmions, assim como as partículas a elas relacionadas (múon, o taúon e os neutrinos). Todas as partículas que geram forças (fótons, glúons e partículas W e Z), são bósons.

Fótons- são bósons e possuem Spin igual a um. A troca de fótons (virtuais1) entre as partículas como os elétrons e os prótons é descrita pela eletrodinâmica quântica, a qual é a parte mais antiga do     Modelo Padrão da física de partículas.

Gedanken- mente

Íons- são átomos que perdem ou ganham elétrons durante reações, eles se classificam em ânions e cátions.

Anion- (íon negativo)- átomo que recebe elétrons e fica carregado negativamente. Exemplos: F-1, O-2. 

Cátion- átomo que perde elétrons e adquire carga positiva.

Ligação covalente- é uma ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos, causando uma atração mútua entre eles, que mantêm a molécula resultante unida. O nome ligação covalente surgiu em 1939.

Ligação dupla- É o compartilhamento de 2 pares de elétrons e pode ser representada por um traço duplo ( ). Exemplos:  Entre os átomos de oxigênio existe uma ligação covalente do tipo dupla que  representa 2 pares de elétrons compartilhados.

Ligação iônica- é formada pela atração eletrostática entre íons de cargas opostas, positivos (cátions) e negativos (ânions).Nesta ligação a transferência de elétrons é definitiva.

Mecânica quântica- é a teoria física que obtém sucesso no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são  próximas ou abaixo da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos.

Momentum- é a famosa quantidade de movimento e depende apenas da massa e da velocidade do objeto envolvido. 

Nêutrons- são partículas atômicas, ou seja, fazem parte da composição dos átomos. Os nêutrons foram identificados pela primeira vez em 1932, pelo físico inglês James Chadwick (1891-1974). Esse  cientista realizava  experimentos com radioatividade quando constatou apresença de uma partícula    que não possuía carga elétrica, ele a batizou de Nêutron (carga nula).

Píons- são os mésons leves e são instáveis​​, sendo que os píons carregados π+ e π− se deterioram depois de um tempo de vida média de 26 nanossegundos, enquanto o píon π0 neutro deteriora-se em um tempo ainda mais curto. Píons carregados normalmente decaem em múons e neutrinos do múon e píons neutros em raios gama.

Princípio de Exclusão de Pauli- Não existem dois elétrons em um átomo que podem ter números quânticos idênticos. Este é um exemplo de um princípio geral que se aplica não só para elétrons, mas também a outras partículas de spin semi-inteiros (os férmions).

Pósitron- o elétron com carga positiva. É estranho pensar nessa definição, uma vez que o normal é elétrons com carga negativa. Mas neste caso as partículas são produzidas artificialmente. A formação de um pósitron acontece quando um próton no núcleo decai dentro de um nêutron e um elétron é carregado positivamente.

Prótons- partículas atômicas que foram descobertas através dos experimentos científicos de Ernest Rutherford (1871-1937) e do físicoElgen Goldstein (1850-1930).

Quantum- Quantidade determinada, proporção de uma grandeza em uma divisão, um conjunto 

Física- Descontinuidade elementar de uma grandeza quantificada (esp. da energia). A teoria dos quanta ou teoria quântica, criada por Planck em 1900, afirma que a energia radiante tem como matéria uma estrutura descontínua; não pode existir senão sob a forma de grânulos, ou quanta, de valor h v, onde h é uma constante universal de valor 6,624 x 10-34 J.s, e v. a frequência da radiação. Esta teoria é a base de toda a física moderna.

Quark Bottom- ou quark b é um quark de terceira geração, de carga elétrica −¹⁄3 e. Ele corresponde ao segundo quark mais pesado, com uma massa de 4,2 GeV, sendo apenas mais leve que o quark top. Ele interage por meio de todas as quatro forças fundamentais.

Ricochetear- Saltar de ricochete: a bala ricocheteou e atingiu quem não devia.

Spin- Em mecânica quântica o termo spin (em inglês "girar") associa-se, sem rigor, às possíveis orientações que partículas subatômicas carregadas como protões (ou prótons Br), electrões (ou elétrons Br) e alguns núcleos atómicos podem apresentar quando imersas em um campo magnético.

Variáveis ocultas- Na física, uma teoria das variáveis ocultas é defendida por uma minoria de físicos que argumentam que a natureza estatística da mecânica quântica implica que ela é incompleta;ela é  realmente aplicável somente ao conjuntos de partículas; novos fenômenos físicos além da mecânica quântica são necessários para explicar um evento individual.

Biografia de Robert Gilmore

Robert Gilmore

ROBERT GILMORE é professor de física na Universidade de Bristol, na Inglaterra. Trabalhou também com física de partículas em Brookhaven, Stanford e no Cern, em Genebra. Seus livros anteriores são Alice no País do Quantum: a física quântica ao alcance de todos (Jorge Zahar, 1998) eScrooge’s Cryptic Carol.

Estamos aqui para fala sobre o livro Alice no pais do Quantum! 

Somos alunos da Escola Estadual João Cruz 

Nomes: Ana Caroline Viera de Rezende             N° 02     2° EM C 

             Micaele Gonçalves de Jesus                N° 25

             Pâmela Santos da Silva                       N° 29

             Samara Fonseca Molenidio                N° 35
             Bianca Duque Silva Fernandes          N°5                 

Professores :  Ms.Maria Piedade 

                     Carlos Narita