REFLEXÕES ACERCA DA ABORDAGEM DO CONCEITO DE SUPERPOSIÇÃO QUÂNTICA NA PESQUISA EM ENSINO

## REFLEXÕES ACERCA DA ABORDAGEM DO CONCEITO DE SUPERPOSIÇÃO QUÂNTICA NA PESQUISA EM ENSINO: UMA REVISÃO SISTEMÁTICA DE LITERATURA

## Ana Clara Souza Araújo 1 , Nizomar de Sousa Gonçalves 2 , Mairton Cavalcante Romeu 3

- 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, campus Fortaleza / Departamento de Física e Matemática / Rede Nordeste de Ensino - RENOEN, profaclara.ifce@gmail.com
- 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará,campus Fortaleza / Departamento de Física e Matemática, \nizomar@ifce.edu.br
- 3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará,campus Fortaleza/Departamento de Física e Matemática / Programa de Pós-graduaço em Ensino de Ciencias e Matematica (PGECM) / Rede Nordeste de Ensino - RENOEN, mairtoncavalcante@ifce.edu.br

## Resumo

A Física passou por variadas modificações ao longo do tempo e uma das mais significativas foi a Mecânica Quântica (MQ), uma vez que esta apresentou ideias radicais daquelas propostas pela Física Classica (FC). A MQ descreve o comportamento e a interação da matéria e energia em nível subatômico e baixas temperaturas, o que exige do aprendente um nível de abstração elevado. Nesse contexto, considerando a complexidade dos conteúdos de MQ, como por exemplo, o caso específico do conceito de superposição quântica, explicado pelo famoso paradoxo do Gato de Schroedinger, percebe-se na literatura que existe uma dificuldade em encontrar trabalhos que abordam sobre a aplicação desse conceito aliado ao processo de ensino. Nesse sentido, este trabalho possui como escopo principal refletir acerca das abordagens do conceito de superposição quântica no ensino, na medida que fornece informacões concisas sobre o assunto. Trata-se de uma pesquisa de natureza básica, abordagem qualitativa, exploratória, por meio do procedimento técnico de Revisão Sistemática de Literatura. Com a análise realizada nas bases de dados CAPES, SciElo e Google Acadêmico, percebeu-se uma quantidade reduzida de trabalhos que abordam sobre superposição quântica no ensino, e os trabalhos que ainda abordam, discutem sobre esse conceito de forma superficial. Ademais, compreender o conceito de superposição quântica é importante, por varias razões, entre elas: ter o entendimento que o conhecimento de mundo é complexo e nada intuitivo e que isso ņo é necessariamente ruim, pelo contrario, pode abrir uma gama de possibilidades.

Palavras-chave : Gato de Schroedinger; Mecânica Quântica; Superposição quântica.

## Introdução

O conceito de superposição de estados é um princípio fundamental da Mecânica Quântica (MQ) que afirma que uma partícula pode existir em múltiplos estados simultaneamente até ser medida (Mahon, 2011). Sua importância vai além da simples compreensão, uma vez que esse conceito é basilar para o desenvolvimento de tecnologias revolucionarias, como é o caso da própria computaço quântica.

Deste modo, é importante compreender qual o panorama atual da presença do conteúdo de superposição quântica em trabalhos científicos voltados para o ensino, uma vez que esse conceito é crucial para formar uma geração de estudantes capazes de enfrentar os desafios e explorar as oportunidades que a ciencia e a tecnologia emergente oferecem. O conceito ņo só permite que os alunos compreendam fenômenos fundamentais da natureza, mas também os prepara para carreiras em campos de ponta e desenvolve sua capacidade de pensar de maneira crítica e inovadora. A educaço em MQ é, portanto, vital para o avanco contínuo da ciencia e da tecnologia no século XXI (De Lima; Ricardo, 2019).

Deste modo, objetivo desse artigo é refletir acerca das abordagens do conceito de superposição quântica no ensino, à medida que se fornece informações concisas sobre o assunto.

## Percurso Metodológico

Neste artigo realizamos uma pesquisa de natureza basica (Gil, 2002), com abordagem qualitativa (Neves,1996), caracterizando-se como uma investigação exploratória. O procedimento técnico escolhido para a construço desta investigação foi a Revisão Sistemática de Literatura (RSL).

De acordo com Coutinho Júnior et al. (2021), uma RSL é composta por três fases: o planejamento, que se trata do estabelecimento de critérios e preparaço de materiais; a execuço, referente ao cumprimento de todos os critérios préestabelecidos para a busca e coleta de materiais; e a análise, que é relativa à discussão do material coletado. A execução de uma Revisão Sistemática possui cinco etapas principais: 1) definição de uma pergunta de revisão; 2) seleção dos estudos; 3) verificação metodológica quanto à qualidade; 4) sintetização dos dados e

5) discussão e publicação dos resultados (Araújo et al., 2023).

A definição da pergunta de revişo é importante, pois a partir dela todo o processo de investigação se inicia, além de ser o questionamento norteador da pesquisa. Assim, a indagação norteadora desta pesquisa é: quais as principais metodologias, abordagens e conclusões feitas por pesquisadores sobre a importância do conceito de superposição quântica no ensino?

Assim, em primeiro plano foram definidos critérios para a busca de artigos, a saber: Os termos-chave 'superposição quântica', 'mecânica quântica' e 'ensino' foram submetidos às bases de dados Google Acadêmico, SciELO e CAPES. Os artigos encontrados foram listados, com seus títulos, resumos e palavras-chave lidos para verificação de adequação aos critérios estabelecidos. Em nossa analise, foram considerados apenas artigos que obedecem aos critérios 1 e 2, simultaneamente, de acordo com Quadro 1:

Quadro 1: Critérios de incluşo e excluşo de artigos na RSL.

Fonte: Os autores (2024)

Com as palavras-chave na busca foram encontradas 849 respostas relacionadas ao tema. Dos 849 trabalho, 430 ņão se encaixaram em nenhum dos critérios de inclusão e também se enquadraram em pelo menos em um dos critérios de exclusão. No Google Acadêmico foram encontrados 270 artigos que se encaixam no critério 1 e 97 artigos que se encaixam no critério 2, e apenas 8 artigos se encaixaram nos dois critérios. Na SciELO, 38 artigos se encaixaram no critério 1, foram encontrados 3 artigos que se encaixam no critério 2 e apenas 1 artigo que atende os dois critérios em comum. Por fim, na CAPES, foi encontrado 1 artigo que obedece ao critério 1 e, com relação ao critério 2, apenas 1 artigo foi encontrado; nessa base, apenas 1 artigo se encaixa nos critérios 3 e 4. Por fim, somando os artigos que se encaixam nos dois critérios (3 e 4), nas três bases de dados totalizam 10 artigos. O quadro 2 resume os cruzamentos dessas informações nas três bases de dados.

Quadro 3: Quantidade de artigos relacionados aos critérios de inclusão

Fonte: Os autores (2024)

Finalizando as buscas, para a etapa 3, que é relativa à analise da qualidade dos artigos, foram construídos critérios de qualidade dos estudos, como: I) A utilização do conceito de superposição de estados é cabível no contexto de ensino construído pelo artigo?; e II) O artigo traz alguma reflexão sobre a superposição de estados no contexto do ensino? Assim, para a construção desses critérios deu-se um enfoque maior na aplicação do conceito de superposição quântica no desenvolvimento de tecnologias.

Os critérios de qualidade de estudo foram pensados com o propósito de verificar os pontos fortes de aplicacões reais do conceito de superposição quântica na educação (ensino). Para a etapa 4, que é relativa à sintetização dos dados, foi construído o quadro 3 (no próximo tópico), onde encontram-se os escritos que compuseram o corpo de informações para a análise e discussão desta RSL, mediante aos critérios escolhidos inicialmente.

## Resultados

No quadro 3, é possível visualizar os artigos que atenderam aos critérios de incluşo e ao objetivo desta pesquisa, ressaltando a metodologia e as principais conclusões tidas pelos pesquisadores.

Quadro 3: Artigos que atendem ao objetivo proposto

Fonte: Os autores (2024)

## Considerações finais

A aplicação prática do conceito de superposição quântica é de grande importância na atualidade, uma vez que é base para o desenvolvimento de tecnologias essenciais, como a própria computação quântica. Daí a importância de se buscar excelência no ensino desse conceito, nos diferentes níveis educacionais. Todavia, com a busca realizada, ficou claro, a partir da baixa quantidade de trabalhos que abordam o conceito de superposição quântica no contexto de ensino, que o tema necessita ser mais investigado, a fim de preencher essa lacuna.

## Referências

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