Professor do RN participa de estudo internacional em física quântica Pesquisa

A pesquisa abre caminho para o desenvolvimento de novas tecnologias, como a de um computador quântico

Uma equipe formada por físicos da Universidade de Queensland (Austrália) e da Universidade Heriot-Watt (Escócia), em colaboração com o professor Rafael Chaves do Instituto Internacional de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (IIF/UFRN), realizou um experimento que ajuda a comprovar que a tensão entre causalidade e a mecânica quântica é ainda mais surpreendente do que se imaginava até então. A pesquisa abre caminho para o desenvolvimento de novas teorias a respeito do tema e no futuro poderá auxiliar em estudos sobre a estrutura do Universo e no desenvolvimento de novas tecnologias, como a de um computador quântico. O experimento resultou em um artigo publicado na prestigiosa revista Science Advances.

O professor Chaves, do IIF/UFRN, que foi responsável pela parte teórica do artigo, explica que os pesquisadores criaram fótons gêmeos emaranhados para chegar a este resultado. “O que nós descobrimos é que a mecânica quântica é ainda mais estranha do que pensávamos. No paper nós derivamos novas desigualdades de Bell, que deveriam ser respeitadas, mesmo por essas teorias em que você permite que de alguma maneira a informação entre duas partículas possa ser transmitida instantaneamente. Mas, os resultados experimentais violam os limites impostos por essas desigualdades, mostrando que o emaranhamento quântico é ainda mais forte do antes imaginado”.

A mecânica quântica permite o emaranhamento entre duas partículas, uma ligação tão forte que se pudéssemos emaranhar duas lâmpadas as veríamos acender e apagar em perfeita sincronia, não importando quão distante elas estivessem, ou mesmo sem ter nenhum interruptor.

Einstein chamou este fenômeno de “ação fantasmagórica a distância” e como resultado do seu famoso debate com Niels Bohr, propôs que deveria haver um interruptor “escondido” em algum lugar que atuaria como a causa comum para o efeito do acender e apagar das luzes quânticas emaranhadas. Esse interruptor escondido seria uma espécie de variável escondida que não era descrita pela mecânica quântica e que seria, portanto, uma teoria incompleta da natureza.

Causa e efeito

Nos anos 1960 o físico John Bell propôs um experimento para encerrar definitivamente esse debate e mostrou matematicamente, em um famoso resultado conhecido como o teorema de Bell, que a mecânica quântica era incompatível com a teoria sonhada por Einstein, o fenômeno conhecido com a não-localidade quântica. A comprovação final deste resultado ocorreu em 2015 em uma série de experimentos realizados na Holanda, Áustria e Estados Unidos.

O artigo publicado na Science Advances colocou à prova uma versão ainda mais forte do teorema de Bell, testando uma teoria onde uma lâmpada poderia ter um efeito causal não-local sobre a outra, mesmo mais rápido que a velocidade da luz. Surpreendemente, mesmo permitindo esse modelo “fantasmagórico” de causa e efeito, as correlações obtidas no experimento não podem ser explicadas.

Para ver o artigo acesse: http://advances.sciencemag.org/content/2/8/e1600162