6.7 Decoerência

Início ／ Capítulo 6: Domínio quântico (V5.05)

I. Fenômenos e a pergunta central

Sistemas pequenos conseguem se sobrepor e interferir; sistemas grandes quase sempre seguem uma única trajetória com aparência clássica. Um elétron ou fóton isolado gera franjas finas na dupla fenda. Já poeira aquecida ou macromoléculas fazem o padrão desaparecer rapidamente. Mesmo qubits supercondutores, que preservam coerência, perdem contraste quando o acoplamento ao ambiente aumenta. Surge então a questão: se as mesmas leis valem para todos, por que o mundo macroscópico parece clássico?

II. Leitura pela Teoria dos Fios de Energia (EFT): três vias que diluem a coerência

Na Teoria dos Fios de Energia (EFT), um objeto quântico se propaga pela Mar de Energia (Energy Sea) carregando uma envoltória de coerência que vai sendo retransmitida. A decoerência ocorre quando essa envoltória se acopla ao ambiente e a ordem de fase se difunde e se embaralha.

• O acoplamento ambiental grava “por onde passou”: colisões e espalhamentos com gás, radiação ou rede cristalina registram diferenças de caminho em muitos graus de liberdade ambientais. Em termos da EFT, o motivo de fase se distribui por inúmeros microelementos da Mar de Energia (Energy Sea), formando “memórias” dispersas.
• Ruído de fundo de tensão desfaz o desenho de fase: a mar não é estática; há ruído ubíquo de Tensão (Tension). Esse fundo faz os defasamentos derivarem com o tempo, bagunçando as franjas e alargando a envoltória de “afiada” para “romba”.
• O ambiente “escolhe” corredores de leitura estável: sob interação prolongada, sobrevivem apenas as orientações e distribuições menos sensíveis ao ambiente. São os estados de ponteiro, corredores de perturbação mínima que lembram trajetórias clássicas.

Resultado: não é preciso observador. A informação de fase já vazou para o ambiente; para o sistema local restam estatísticas mistas e a interferência fica invisível. É assim que o clássico emerge do quântico.

III. Cenários representativos (do laboratório ao fronteira)

• Dupla fenda com gás ou radiação térmica: ao elevar pressão ou temperatura perto das trajetórias, o contraste das franjas diminui segundo uma lei que combina pressão, temperatura e separação de caminhos. O espalhamento rotula a rota em partículas e fótons vizinhos; a ordem de fase se perde para o ambiente.
• Interferência de macromoléculas e autoemissão: C₆₀ e orgânicas maiores interferem em alto vácuo e baixa temperatura. Ao aquecer, a própria radiação térmica da molécula carrega a informação de fase, reduzindo o contraste.
• Tempos de coerência de qubits e recuperação por eco: em sistemas supercondutores ou de spin, relaxação e desfasagem limitam a coerência. Sequências de eco e desacoplamento dinâmico recuperam parte da ordem de fase e reavivam as franjas. A decoerência é difusão de informação por acoplamento, não desaparecimento real.
• Experimentos do tipo “borracha quântica”: quando o ambiente carrega informação de caminho, apagá-la ou agregá-la restaura franjas em subconjuntos condicionais. Ver ou não interferência depende do acesso à informação de fase, não de a partícula “virar clássica”.
• Janelas em optomecânica e biologia: ressonadores micromecânicos próximos do estado fundamental mantêm coerência por curtos intervalos. Complexos fotossintéticos retêm pequenos “bolsões” de coerência em meios quentes e úmidos. É possível engenheirar coerência ao controlar acoplamentos e ruído de fundo.

IV. Impressões experimentais (como notar que a fase está “embotando”)

• A visibilidade das franjas cai com pressão, temperatura, separação de trajetos e tamanho das partículas.
• Em sequências de Ramsey e eco de Hahn, as envoltórias decaem e depois voltam a crescer.
• Após “marcar” ou “apagar” seletivamente a informação de caminho, as franjas aparecem ou somem nas estatísticas condicionais.
• Ruído ambiental isotrópico versus direcional produz dependências angulares distintas nos tempos de decoerência.

V. Respostas rápidas a dúvidas comuns

• Decoerência é igual a perda de energia? Não. É sobretudo externalização e difusão de informação de fase; a energia pode permanecer quase inalterada.
• Precisa de observador? Não. Qualquer acoplamento registrável ao ambiente distribui a fase, haja ou não observador.
• Explica o resultado único de cada medida? Explica por que superposições ficam invisíveis e por que emergem estados de ponteiro. Transformar diferenças minúsculas em um “registro legível” ainda exige acoplamento, fechamento e memória do aparato.
• É irreversível? Em princípio, poderia ser revertida ao recolher e inverter todos os registros ambientais; na prática, eles se espalham por muitos graus de liberdade. Eco e borracha mostram reversibilidade limitada.

VI. Em resumo

A decoerência não muda as leis quânticas; mostra que, quando a informação de fase flui da envoltória local para a vasta Mar de Energia (Energy Sea) e para o ambiente, os padrões de superposição se achatam na perspectiva local. O aspecto clássico surge porque o ruído de Tensão (Tension) de fundo e os acoplamentos multicanais empurram os sistemas para corredores pouco sensíveis ao ambiente.
Uma frase final: o quântico está em toda parte; o clássico é a sua aparência após a decoerência.