Um observador (amigo de Wigner) realiza uma medição quântica em um sistema de spin. Mais tarde, Wigner mede o amigo e o giro em uma base emaranhada. Como consequência desta medição, não apenas o amigo não se lembra com segurança de seu resultado observado no passado, mas não consegue nem quantificar essa ignorância com uma distribuição de probabilidade razoavelmente comportada. Crédito:Aloop, IQOQI-Wien, Österreichische Akademie der Wissenschaften
Em 1961, o físico teórico vencedor do prêmio Nobel Eugene Wigner propôs o que agora é conhecido como o experimento de pensamento do "amigo de Wigner" como uma extensão do notório experimento do gato de Schroedinger. No ultimo, um gato está preso em uma caixa com veneno que será liberado se um átomo radioativo se decompor. Regido pelas leis da mecânica quântica, o átomo radioativo está em uma superposição entre decadência e não decadência, o que também significa que o gato está em uma superposição entre a vida e a morte. O que o gato sente quando está na superposição? Wigner aguçou a questão levando a teoria quântica aos seus limites conceituais. Ele investigou o que acontece quando um observador também possui propriedades quânticas.
No experimento mental, um observador, geralmente chamado de amigo de Wigner, realiza uma medição quântica e percebe um resultado. Do ponto de vista de outro observador, chamado Wigner, o processo de medição do amigo pode ser descrito como uma superposição quântica. O fato de a teoria quântica não estabelecer limites de validade para sua aplicação leva a uma clara tensão entre a percepção do amigo, quem vê um único resultado específico, e a descrição de Wigner, quem observa o amigo em uma superposição de diferentes percepções. Esse experimento mental, portanto, levanta a questão:o que significa para um observador em uma superposição quântica observar o resultado de uma medição? Um observador pode sempre confiar no que vê e usar esses dados para fazer previsões sobre medições futuras?
Em seu artigo recente publicado em Física das Comunicações , uma equipe de pesquisadores, liderado por Caslav Brukner, da Universidade de Viena, o Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica (IQOQI-Viena) da Academia Austríaca de Ciências e o Instituto Perimetral de Física Teórica investigam os limites que o experimento mental do amigo de Wigner impõe à capacidade de um observador de prever suas próprias observações futuras. Para este fim, os autores identificam uma série de suposições, todos tradicionalmente considerados como o cerne do formalismo quântico. Isso permite que um observador em situações experimentais padrão preveja as probabilidades de resultados futuros, com base em suas experiências anteriores.
As suposições restringem as probabilidades de obedecer às leis da mecânica quântica. Contudo, os pesquisadores provam que essas suposições para o amigo de Wigner não podem ser todas satisfeitas no experimento mental. Este trabalho levanta questões importantes sobre a "realidade persistente" das percepções do amigo. De fato, os autores mostram que em um cenário amigo de Wigner, é impossível considerar que as percepções do amigo coexistam em diferentes momentos. Isso torna questionável se um observador quântico em geral pode considerar suas próprias experiências passadas ou futuras tão reais quanto as presentes. Philippe Allard Guérin, o principal autor do estudo, diz "Nosso trabalho mostra que pelo menos uma das três principais premissas da mecânica quântica deve ser violada; qual delas depende de sua interpretação preferida da mecânica quântica."