{"id":34140,"date":"2025-02-10T20:29:01","date_gmt":"2025-02-10T23:29:01","guid":{"rendered":"https:\/\/tiproject.online\/index.php\/2025\/02\/10\/demonio-de-maxwell-nao-precisa-de-exorcismo-quantico-entenda\/"},"modified":"2025-02-10T20:29:01","modified_gmt":"2025-02-10T23:29:01","slug":"demonio-de-maxwell-nao-precisa-de-exorcismo-quantico-entenda","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/tiproject.online\/index.php\/2025\/02\/10\/demonio-de-maxwell-nao-precisa-de-exorcismo-quantico-entenda\/","title":{"rendered":"Dem\u00f4nio de Maxwell n\u00e3o precisa de &#8216;exorcismo qu\u00e2ntico&#8217;: entenda"},"content":{"rendered":"<p><\/p>\n<div>\n<p>Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nagoya, no Jap\u00e3o, e da Academia Eslovaca de Ci\u00eancias, na Eslov\u00e1quia, publicou um novo artigo explorando a rela\u00e7\u00e3o entre a teoria qu\u00e2ntica e a segunda lei da termodin\u00e2mica. Para aprofundar a an\u00e1lise,<strong> os cientistas recorreram ao paradoxo do Dem\u00f4nio de Maxwell<\/strong>, um experimento mental proposto pelo f\u00edsico e matem\u00e1tico escoc\u00eas James Clerk Maxwell.<\/p>\n<p>Publicado na revista cient\u00edfica <a href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41534-024-00922-w\">npj Quantum Information<\/a>, o estudo aponta que apesar da teoria qu\u00e2ntica n\u00e3o proibir viola\u00e7\u00f5es da segunda lei da termodin\u00e2mica, os processos relacionados \u00e0 mec\u00e2nica qu\u00e2ntica podem ser implementados sem infringir essa lei. Em outras palavras, os pesquisadores explicam que esses dois campos podem coexistir harmoniosamente, mesmo que sigam l\u00f3gicas consideravelmente distintas.<\/p>\n<p>Os autores afirmam que o estudo \u00e9 importante porque a ci\u00eancia geralmente considera <strong>que a teoria qu\u00e2ntica e a segunda lei da termodin\u00e2mica n\u00e3o s\u00e3o totalmente compat\u00edveis<\/strong>. Ou seja, as caracter\u00edsticas dessa lei n\u00e3o correspondem exatamente ao que \u00e9 observado na f\u00edsica qu\u00e2ntica. Contudo, o novo estudo indica que mesmo com essas diferen\u00e7as, ambas podem coexistir e operar juntas, ainda que suas defini\u00e7\u00f5es n\u00e3o estejam alinhadas.<\/p>\n<p><span><iframe title=\"The Stunning link between Entropy, time &amp; information | Science behind Tenet\" width=\"960\" height=\"540\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/T6CxT4AESCQ?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/span><\/p>\n<p>Segundo a termodin\u00e2mica, <strong>a entropia de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo; trata-se de um crescimento na dispers\u00e3o da energia e na desordem desse sistema<\/strong>.<\/p>\n<p>Por exemplo, ao ser retirado da geladeira, um bloco de gelo absorve calor do ambiente e come\u00e7a a derreter. Durante esse processo, a entropia do sistema aumenta, pois as mol\u00e9culas de \u00e1gua, antes organizadas na estrutura s\u00f3lida do gelo, passam a se mover de forma mais desordenada no estado l\u00edquido. Assim, se o l\u00edquido atingir a temperatura ambiente, sua entropia ser\u00e1 maior do que a do gelo.<\/p>\n<p>Na segunda lei da termodin\u00e2mica, o gelo n\u00e3o pode voltar espontaneamente ao estado s\u00f3lido sem uma fonte externa de energia. Por\u00e9m, a <a href=\"https:\/\/www.tecmundo.com.br\/ciencia\/229907-voce-sabe-mecanica-quantica.htm\">mec\u00e2nica qu\u00e2ntica<\/a> apresenta caracter\u00edsticas que entram em conflito com essa lei, pois alguns sistemas qu\u00e2nticos podem, em certas condi\u00e7\u00f5es, ser matematicamente revers\u00edveis no tempo. Mesmo assim, essa reversibilidade ocorre apenas em sistemas microsc\u00f3picos altamente isolados e n\u00e3o significa que um bloco de gelo poderia espontaneamente reverter seu estado e se solidificar novamente.<\/p>\n<p>\u201cNossos resultados mostraram que, sob certas condi\u00e7\u00f5es permitidas pela teoria qu\u00e2ntica, mesmo ap\u00f3s contabilizar todos os custos, o trabalho extra\u00eddo pode exceder o trabalho despendido, violando aparentemente a segunda lei da termodin\u00e2mica. Essa revela\u00e7\u00e3o foi t\u00e3o emocionante quanto inesperada, desafiando a suposi\u00e7\u00e3o de que a teoria qu\u00e2ntica \u00e9 inerentemente \u2018\u00e0 prova de dem\u00f4nios\u2019. Existem cantos ocultos na estrutura onde o Dem\u00f4nio de Maxwell ainda pode fazer sua m\u00e1gica\u201d, disse o pesquisador l\u00edder do projeto, Shintaro Minagawa.<\/p>\n<h2>Paradoxo do Dem\u00f4nio de Maxwell<\/h2>\n<p><strong>O Dem\u00f4nio de Maxwell \u00e9 um experimento mental proposto por James Clerk Maxwell para questionar a segunda lei da termodin\u00e2mica.<\/strong> Imagine uma caixa cheia de g\u00e1s, onde as mol\u00e9culas se movem com velocidades diferentes; segundo a lei, a entropia desse sistema tende a aumentar naturalmente. Nesse contexto, o cientista imaginou uma pequena criatura (dem\u00f4nio) capaz de observar essas mol\u00e9culas e controlar o seu movimento.<\/p>\n<p>A proposta de Maxwell \u00e9 a seguinte: o dem\u00f4nio abre a porta apenas quando uma mol\u00e9cula r\u00e1pida se aproxima de um dos lados, o que permite sua passagem para um compartimento, enquanto impede que as mol\u00e9culas mais lentas fa\u00e7am o mesmo. Com o tempo, isso faz com que um lado da caixa acumule mol\u00e9culas mais r\u00e1pidas, o que aumenta sua temperatura, enquanto o outro lado fica com mol\u00e9culas mais lentas e uma temperatura mais baixa.<\/p>\n<p>Essa diferen\u00e7a de temperatura, em teoria, poderia ser aproveitada para movimentar um motor t\u00e9rmico e gerar trabalho mec\u00e2nico. Em outras palavras, o dem\u00f4nio poderia organizar o sistema e reduzir a entropia local. Ou seja, <strong>esse dem\u00f4nio estaria violando a segunda lei da termodin\u00e2mica; esse \u00e9 o paradoxo.<\/strong><\/p>\n<figure class=\"image\"><img  title=\"\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/tm.ibxk.com.br\/2025\/02\/10\/10152534065005.jpg\"  alt=\"10152534065005 Dem\u00f4nio de Maxwell n\u00e3o precisa de &#039;exorcismo qu\u00e2ntico&#039;: entenda\"  srcset=\"https:\/\/tm.ibxk.com.br\/2025\/02\/10\/10152534221008.jpg 245w,https:\/\/tm.ibxk.com.br\/2025\/02\/10\/10152534081006.jpg 500w,https:\/\/tm.ibxk.com.br\/2025\/02\/10\/10152534096007.jpg 750w,\" sizes=\"100vw\"\/><figcaption>\u00c0 esquerda, a ilustra\u00e7\u00e3o mostra o Gato de Schr\u00f6dinger e, \u00e0 direita, o Dem\u00f4nio de Maxwell. (Fonte: Reiko Matsushita \/ Universidade de Nagoya)<\/figcaption><\/figure>\n<p>\u201cAo passar apenas mol\u00e9culas de movimento r\u00e1pido do recipiente A para o recipiente B e apenas mol\u00e9culas de movimento lento de B para A, o dem\u00f4nio provocaria um fluxo efetivo de A para B de energia cin\u00e9tica molecular. Esse excesso de energia em B, seria utiliz\u00e1vel para realizar trabalho (por exemplo, gerando vapor), e o sistema poderia ser uma m\u00e1quina de movimento perp\u00e9tuo funcional\u201d, a enciclop\u00e9dia Britannica explica.<\/p>\n<h2>Dem\u00f4nio de Maxwell e a f\u00edsica qu\u00e2ntica<\/h2>\n<p>O paradoxo do Dem\u00f4nio de Maxwell surge da ideia de que essa criatura poderia reduzir a entropia local ao separar as mol\u00e9culas com base em sua velocidade. Contudo, an\u00e1lises mais detalhadas mostram que a entropia n\u00e3o diminui, pois o dem\u00f4nio precisaria gastar energia para observar e selecionar as mol\u00e9culas.<strong> Esse processo j\u00e1 geraria entropia, o que manteria a validade da segunda lei da termodin\u00e2mica.<\/strong><\/p>\n<p>Existem outras solu\u00e7\u00f5es para esse paradoxo, mas todas sugerem que o dem\u00f4nio \u00e9 um tipo de sistema f\u00edsico e, por isso, tamb\u00e9m estaria sujeito \u00e0s leis da termodin\u00e2mica. Para aprofundar a compreens\u00e3o desse experimento mental, os cientistas do novo estudo desenvolveram um modelo que simula o funcionamento de um &#8220;motor&#8221; baseado nas regras sugeridas por Maxwell.<\/p>\n<p>Em um comunicado oficial da Universidade de Nagoya, os cientistas explicam que o modelo acontece em tr\u00eas etapas: primeiro, o dem\u00f4nio mede o sistema, depois ele realiza a sele\u00e7\u00e3o das mol\u00e9culas e, por fim, sua mem\u00f3ria \u00e9 apagada quando h\u00e1 intera\u00e7\u00e3o com o mesmo sistema. Ap\u00f3s essa etapa, eles utilizaram o conceito da entropia de von Neumann para calcular a coleta de energia realizada pelo dem\u00f4nio.<\/p>\n<p>O estudo descreve que a teoria qu\u00e2ntica n\u00e3o contradiz a segunda lei da termodin\u00e2mica, pois, <strong>quando a entropia diminui em uma parte do sistema, ela aumenta em outra<\/strong>. Ou seja, h\u00e1 um certo tipo de equil\u00edbrio.<\/p>\n<p>Com base nos c\u00e1lculos da entropia de Von Neumann, os pesquisadores perceberam que,<strong> sempre que a entropia come\u00e7a a diminuir em um sistema qu\u00e2ntico, processos adicionais podem surgir para aumentar essa desordem e garantir a preserva\u00e7\u00e3o da segunda lei.<\/strong><\/p>\n<p>A intera\u00e7\u00e3o entre part\u00edculas e ondas \u00e9 um dos mist\u00e9rios mais fascinantes da f\u00edsica moderna. Quer entender melhor? Aproveite para <a href=\"https:\/\/www.tecmundo.com.br\/ciencia\/400285-dualidade-onda-particula-e-a-fisica-quantica-explicada.htm\">explorar a dualidade onda-part\u00edcula e os conceitos fundamentais da f\u00edsica qu\u00e2ntica<\/a>. At\u00e9 a pr\u00f3xima!<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nagoya, no Jap\u00e3o, e da Academia Eslovaca de Ci\u00eancias, na Eslov\u00e1quia, publicou um novo artigo explorando a rela\u00e7\u00e3o entre a teoria qu\u00e2ntica e a segunda lei da termodin\u00e2mica. Para aprofundar a an\u00e1lise, os cientistas recorreram ao paradoxo do Dem\u00f4nio de Maxwell, um experimento mental proposto pelo f\u00edsico e matem\u00e1tico escoc\u00eas James Clerk Maxwell. Publicado na revista cient\u00edfica npj Quantum Information, o estudo aponta que apesar da teoria qu\u00e2ntica n\u00e3o proibir viola\u00e7\u00f5es da segunda lei da termodin\u00e2mica, os processos relacionados \u00e0 mec\u00e2nica qu\u00e2ntica podem ser implementados sem infringir essa lei. Em outras palavras, os pesquisadores explicam que esses dois campos podem coexistir harmoniosamente, mesmo que sigam l\u00f3gicas consideravelmente distintas. Os autores afirmam que o estudo \u00e9 importante porque a ci\u00eancia geralmente considera que a teoria qu\u00e2ntica e a segunda lei da termodin\u00e2mica n\u00e3o s\u00e3o totalmente compat\u00edveis. Ou seja, as caracter\u00edsticas dessa lei n\u00e3o correspondem exatamente ao que \u00e9 observado na f\u00edsica qu\u00e2ntica. Contudo, o novo estudo indica que mesmo com essas diferen\u00e7as, ambas podem coexistir e operar juntas, ainda que suas defini\u00e7\u00f5es n\u00e3o estejam alinhadas. Segundo a termodin\u00e2mica, a entropia de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo; trata-se de um crescimento na dispers\u00e3o da energia e na desordem desse sistema. Por exemplo, ao ser retirado da geladeira, um bloco de gelo absorve calor do ambiente e come\u00e7a a derreter. Durante esse processo, a entropia do sistema aumenta, pois as mol\u00e9culas de \u00e1gua, antes organizadas na estrutura s\u00f3lida do gelo, passam a se mover de forma mais desordenada no estado l\u00edquido. Assim, se o l\u00edquido atingir a temperatura ambiente, sua entropia ser\u00e1 maior do que a do gelo. Na segunda lei da termodin\u00e2mica, o gelo n\u00e3o pode voltar espontaneamente ao estado s\u00f3lido sem uma fonte externa de energia. Por\u00e9m, a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica apresenta caracter\u00edsticas que entram em conflito com essa lei, pois alguns sistemas qu\u00e2nticos podem, em certas condi\u00e7\u00f5es, ser matematicamente revers\u00edveis no tempo. Mesmo assim, essa reversibilidade ocorre apenas em sistemas microsc\u00f3picos altamente isolados e n\u00e3o significa que um bloco de gelo poderia espontaneamente reverter seu estado e se solidificar novamente. \u201cNossos resultados mostraram que, sob certas condi\u00e7\u00f5es permitidas pela teoria qu\u00e2ntica, mesmo ap\u00f3s contabilizar todos os custos, o trabalho extra\u00eddo pode exceder o trabalho despendido, violando aparentemente a segunda lei da termodin\u00e2mica. Essa revela\u00e7\u00e3o foi t\u00e3o emocionante quanto inesperada, desafiando a suposi\u00e7\u00e3o de que a teoria qu\u00e2ntica \u00e9 inerentemente \u2018\u00e0 prova de dem\u00f4nios\u2019. Existem cantos ocultos na estrutura onde o Dem\u00f4nio de Maxwell ainda pode fazer sua m\u00e1gica\u201d, disse o pesquisador l\u00edder do projeto, Shintaro Minagawa. Paradoxo do Dem\u00f4nio de Maxwell O Dem\u00f4nio de Maxwell \u00e9 um experimento mental proposto por James Clerk Maxwell para questionar a segunda lei da termodin\u00e2mica. Imagine uma caixa cheia de g\u00e1s, onde as mol\u00e9culas se movem com velocidades diferentes; segundo a lei, a entropia desse sistema tende a aumentar naturalmente. Nesse contexto, o cientista imaginou uma pequena criatura (dem\u00f4nio) capaz de observar essas mol\u00e9culas e controlar o seu movimento. A proposta de Maxwell \u00e9 a seguinte: o dem\u00f4nio abre a porta apenas quando uma mol\u00e9cula r\u00e1pida se aproxima de um dos lados, o que permite sua passagem para um compartimento, enquanto impede que as mol\u00e9culas mais lentas fa\u00e7am o mesmo. Com o tempo, isso faz com que um lado da caixa acumule mol\u00e9culas mais r\u00e1pidas, o que aumenta sua temperatura, enquanto o outro lado fica com mol\u00e9culas mais lentas e uma temperatura mais baixa. Essa diferen\u00e7a de temperatura, em teoria, poderia ser aproveitada para movimentar um motor t\u00e9rmico e gerar trabalho mec\u00e2nico. Em outras palavras, o dem\u00f4nio poderia organizar o sistema e reduzir a entropia local. Ou seja, esse dem\u00f4nio estaria violando a segunda lei da termodin\u00e2mica; esse \u00e9 o paradoxo. \u00c0 esquerda, a ilustra\u00e7\u00e3o mostra o Gato de Schr\u00f6dinger e, \u00e0 direita, o Dem\u00f4nio de Maxwell. (Fonte: Reiko Matsushita \/ Universidade de Nagoya) \u201cAo passar apenas mol\u00e9culas de movimento r\u00e1pido do recipiente A para o recipiente B e apenas mol\u00e9culas de movimento lento de B para A, o dem\u00f4nio provocaria um fluxo efetivo de A para B de energia cin\u00e9tica molecular. Esse excesso de energia em B, seria utiliz\u00e1vel para realizar trabalho (por exemplo, gerando vapor), e o sistema poderia ser uma m\u00e1quina de movimento perp\u00e9tuo funcional\u201d, a enciclop\u00e9dia Britannica explica. Dem\u00f4nio de Maxwell e a f\u00edsica qu\u00e2ntica O paradoxo do Dem\u00f4nio de Maxwell surge da ideia de que essa criatura poderia reduzir a entropia local ao separar as mol\u00e9culas com base em sua velocidade. Contudo, an\u00e1lises mais detalhadas mostram que a entropia n\u00e3o diminui, pois o dem\u00f4nio precisaria gastar energia para observar e selecionar as mol\u00e9culas. Esse processo j\u00e1 geraria entropia, o que manteria a validade da segunda lei da termodin\u00e2mica. Existem outras solu\u00e7\u00f5es para esse paradoxo, mas todas sugerem que o dem\u00f4nio \u00e9 um tipo de sistema f\u00edsico e, por isso, tamb\u00e9m estaria sujeito \u00e0s leis da termodin\u00e2mica. Para aprofundar a compreens\u00e3o desse experimento mental, os cientistas do novo estudo desenvolveram um modelo que simula o funcionamento de um &#8220;motor&#8221; baseado nas regras sugeridas por Maxwell. Em um comunicado oficial da Universidade de Nagoya, os cientistas explicam que o modelo acontece em tr\u00eas etapas: primeiro, o dem\u00f4nio mede o sistema, depois ele realiza a sele\u00e7\u00e3o das mol\u00e9culas e, por fim, sua mem\u00f3ria \u00e9 apagada quando h\u00e1 intera\u00e7\u00e3o com o mesmo sistema. Ap\u00f3s essa etapa, eles utilizaram o conceito da entropia de von Neumann para calcular a coleta de energia realizada pelo dem\u00f4nio. O estudo descreve que a teoria qu\u00e2ntica n\u00e3o contradiz a segunda lei da termodin\u00e2mica, pois, quando a entropia diminui em uma parte do sistema, ela aumenta em outra. Ou seja, h\u00e1 um certo tipo de equil\u00edbrio. Com base nos c\u00e1lculos da entropia de Von Neumann, os pesquisadores perceberam que, sempre que a entropia come\u00e7a a diminuir em um sistema qu\u00e2ntico, processos adicionais podem surgir para aumentar essa desordem e garantir a preserva\u00e7\u00e3o da segunda lei. 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