Cientistas capturaram a primeira fotografia de entrelaçamento quântico

Universidade de Glasgow

Pela primeira vez na História, os cientistas capturaram uma fotografia de entrelaçamento quântico – um fenómeno tão estranho que o físico Albert Einstein o descreveu como “uma ação fantasmagórica à distância”.

A imagem foi capturada por físicos da Universidade de Glasgow, na Escócia. Esta fotografia cinzenta e difusa é a primeira vez que vemos a interação de partículas que sustenta a estranha ciência da mecânica quântica e forma a base da computação quântica.

O emaranhamento quântico ocorre quando duas partículas se tornam inextricavelmente ligadas e o que quer que aconteça com uma afeta imediatamente a outra, independentemente de quão distantes estejam.

Esta fotografia em particular mostra o entrelaçamento entre dois fotões – duas partículas de luz, que estão a interagir e, por um breve momento, a compartilhar estados físicos.

Paul-Antoine Moreau, primeiro autor do artigo em que a imagem foi revelada, publicado a 12 de julho na revista Science Advances, disse à BBC que a imagem era “uma elegante demonstração de uma propriedade fundamental da natureza”.

Para capturar a fotografia, Moreau e uma equipa de físicos criaram um sistema que explodiu fluxos de fotões entrelaçados no que descreveram como “objetos não convencionais”. A experiência envolveu a captura de quatro imagens dos fotões em quatro diferentes transições de fase.

Universidade de Glasgow

Os físicos dividiram os fotões emaranhados e percorreram um feixe através de um material de cristal líquido conhecido como borato de bário, desencadeando quatro transições de fase. Ao mesmo tempo, capturaram fotos do par entrelaçado a passar pelas mesmas transições de fase, mesmo não tendo passado pelo cristal líquido.

A câmara conseguiu capturar imagens dessas imagens ao mesmo tempo, mostrando que ambas mudaram da mesma maneira, apesar de estarem divididas. Noutras palavras, estavam emaranhadas.

Enquanto Einstein tornou famoso o emaranhamento quântico, o falecido físico John Stewart Bell ajudou a definir o entrelaçamento quântico e estabeleceu um teste conhecido como “Desigualdade de Bell”.

A chamada desigualdade de Bell é satisfeita apenas se as ações num local não puderem afetar outro lugar instantaneamente e os resultados das medições forem bem definidos de antemão – algo apelidado de “realismo local”.

Bell mostrou, teoricamente, que o entrelaçamento quântico violaria a sua teoria da desigualdade, mas teorias realistas contendo as variáveis ocultas, não. Isto ocorre porque a ligação entre partículas entrelaçadas é mais forte do que Einstein queria acreditar. Se a correlação medida entre pares de partículas de uma experiência fosse acima de um determinado limiar, seria inconsistente com variáveis ocultas e a teoria do emaranhamento quântico estaria correta.

“Aqui, relatamos uma experiência demonstrando a violação de uma desigualdade de Bell dentro das imagens observadas”, escreve a equipa. “Esse resultado abre o caminho para novos esquemas de imagens quânticas e sugere a promessa de esquemas de informação quântica baseados em variáveis espaciais”.

ZAP //

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