Experimento promete mudar concepção filosófica da realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/01/2013

Um único fóton de entrada cria diretamente os três fótons, que nascem como trigêmeos siameses não apenas em termos de energia, mas também no tempo.
[Imagem: UWaterloo/IQC]

Entidades e suas concepções filosóficas

Sobre as contribuições que Albert Einstein deu à física e à cosmologia, todos já ouviram falar à exaustão.

Um aspecto menos comentado nestas pesquisas de fronteira é que as concepções que levam à construção dos modelos, das teorias e dos experimentos, seja na física, seja na cosmologia, são essencialmente concepções filosóficas acerca do mundo, ou da realidade.

Em 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen, um trio que passou a ser conhecido como EPR - as iniciais dos seus sobrenomes - , publicaram um experimento mental idealizado para mostrar que a mecânica quântica não era suficiente para descrever a realidade.

A "entidade" EPR tentou demonstrar, usando duas partículas entrelaçadas, que deve haver alguns parâmetros ocultos que não são levados em conta pela teoria da mecânica quântica.

Mais tarde, John Bell seguiu os argumentos de EPR e determinou que os parâmetros ocultos defendidos pelo trio eram incompatíveis com observações da natureza, deixando o mistério da mecânica quântica intacto.

Hoje, contudo, o entrelaçamento de duas partículas, conforme proposto inicialmente por EPR, é algo trivial, um mecanismo usado rotineiramente em tecnologias emergentes como a computação quântica, a criptografia quântica e medições ultraprecisas.

Entrelaçamento de três partículas

Agora, 77 anos depois do trabalho seminal do trio de mentes entrelaçadas EPR, pesquisadores das universidades de Waterloo e Calgary, no Canadá, foram além dos experimentos mentais.

Eles fizeram um experimento real que estende as ideias originais de Einstein, Podolsky e Rosen de duas para três partículas entrelaçadas - e, de quebra, evitando a possibilidade de que surja alguém no caminho para dizer que suas ideias são incompatíveis com as observações da natureza.

Esta nova forma de entrelaçamento de três partículas poderá se tornar parte das futuras redes de comunicação ultrarrápidas, além de permitir novos testes fundamentais da teoria quântica que deverão aprofundar nossa compreensão do mundo que nos rodeia.

No entrelaçamento quântico, duas partículas ficam intimamente conectadas, e qualquer coisa que acontecer a uma interferirá imediatamente com a outra, qualquer que seja a distância que as separe.

Além das implicações filosóficas, o experimento poderá aumentar exponencialmente a capacidade teórica já indescritivelmente grande dos computadores e dos simuladores quânticos.
[Imagem: UWaterloo/IQC]

Memórias quânticas à distância

Agora os pesquisadores criaram correlações quânticas entre três fótons - o entrelaçamento é um tipo de correlação quântica, assim como a discórdia quântica e uma série de outros fenômenos "promissores", mas que só agora começam a ser estudados.

Um único fóton de entrada cria diretamente os três fótons, que nascem como trigêmeos siameses não apenas em termos de energia, mas também no tempo.

"É emocionante, depois de todo esse tempo, ser capaz de criar, controlar e emaranhar partículas quânticas dessa forma," disse o líder do grupo, Thomas Jennewein.

Ao contrário das partículas clássicas, as partículas quânticas têm comportamento conjunto, e não individual.

A criação de um entrelaçamento de três partículas é algo radical, que poderá levar a novos avanços no desenvolvimento de dispositivos quânticos.

"Usando esses estados da luz pode ser possível interagir e emaranhar memórias de computadores quânticos distantes umas das outras, construídas com gases atômicos exóticos," completou Jennewein - emaranhamento e entrelaçamento são dois nomes para o mesmo fenômeno.

Além dos fenômenos clássicos

O próximo passo dos pesquisadores será tentar combinar as três partículas com os tipos mais tradicionais de entrelaçamento, o que poderá, por exemplo, aumentar exponencialmente a capacidade teórica - já indescritivelmente grande - dos computadores e dos simuladores quânticos.

Este emaranhamento tripartite poderia permitir a criação de sistemas híbridos que combinem várias propriedades da luz, tudo ao mesmo tempo.

Mas pode também fazer avançar a forma como entendemos o mundo.

Ou, pelo menos, a forma como o mundo se nos apresenta diante dos olhos, mesmo que ainda não tenhamos explicações para ele.

"Este trabalho abre uma rica área de exploração, que combina filosofia, mecânica quântica e tecnologias quânticas," prevê Christoph Simon, membro da equipe.

Há muito tempo se fala sobre coisas como efeito borboleta e "tudo influencia tudo", mas quase sempre em termos de efeitos mecânicos clássicos.

Será que estamos diante de novas formas de inter-relacionamento? Afinal, "sistemas quânticos" - como átomos e fótons - estão se relacionando e interagindo uns sobre os outros continuamente.

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