Dificuldades e estratégias para compreensão do conceito de emaranhamento quântico : um estudo na formação inicial de professores de física

Abstract

Este trabalho apresenta os resultados de uma pesquisa de doutorado envolvendo o estudo do emaranhamento quântico na disciplina de Física Moderna e Contemporânea de um curso de Licenciatura em Física. O marco teórico-metodológico adotado foi a teoria da mediação de Vygotsky e a filosofia linguística de Bakhtin. A partir da simulação computacional do emaranhamento quântico no Interferômetro Virtual de Mach-Zehnder e considerando uma abordagem fenomenológica, buscou-se compreender quais são os recursos utilizados e as dificuldades enfrentadas pelos futuros professores ao propor uma explicação para o fenômeno. Os estudantes trabalharam em duplas, utilizando um roteiro exploratório e as interações discursivas resultantes foram gravadas em áudio para posterior transcrição e análise. Os resultados obtidos mostram que, frente ao caráter bastante contraintuitivo do fenômeno, os estudantes acabam recorrendo a modelos clássicos que dificultam o reconhecimento do caráter não local, fundamental para a compreensão do emaranhamento quântico. Além disso, o resultados evidenciam o papel do software e do roteiro exploratório como ferramentas mediadoras, uma vez que promovem ricas trocas discursivas entre os estudantes, as quais são fundamentais para que consigam prosseguir na atividade.

This paper presents the results of a PhD research about the study of quantum entanglement in a Modern and Contemporary Physics course involving pre-service physics teachers. The theoretical and methodological framework adopted in this research is the Vygotsky’s theory of mediation and Bakhtin’s linguistics philosophy. From the computational simulation of quantum entanglement in Mach-Zehnder Virtual Interferometer and taking a phenomenological approach, we tried to understand what are the strategies used and the difficulties encountered by the future teachers in proposing an explanation for the phenomenon. The students worked in pairs using an exploratory guide and the discursive interactions were audio recorded for later transcription and analysis. The results show that given the rather counterintuitive character of the phenomenon, students end up using classical models that make it difficult to recognize the non-locality, a fundamental pre-requisite for the understanding of quantum entanglement. In addition, the results highlight the role of software and exploratory guide as mediating tools since they promote valuable discursive exchanges between students, which are determinant for them to be able to continue the activity.