Físicos
da Universidade de Aarhus, na Dinamarca, deram um grande passo para derrubar o
muro que separa o microcosmo da mecânica quântica do mundo macro da vida
cotidiana e da tecnologia. Conseguiram unir os destinos – ainda que por uma
fração de segundo – de trilhões de átomos separados no espaço.
A
recompensa para a ciência, caso consiga dar muitos outros passos nessa direção,
virá na forma de computadores muito superiores aos atuais. E, quem sabe, na
forma do teletransporte, um velho sonho da ficção científica.
Brian
Julsgaard e dois colegas de Aarhus foram capazes de induzir uma estranha
propriedade em duas amostras compostas por cerca de 1 trilhão de átomos de
césio cada -o fenômeno conhecido como entrelaçamento. Embora já tenha sido
obtido com poucas partículas, é a primeira vez que um objeto macroscópico é
levado a esse estado.
O
trabalho está publicado na revista britânica “Nature” (http://www.nature.com).
O
fantasma de Einstein
Em 1935,
Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen haviam publicado um trabalho com
a intenção de desmascarar a teoria da mecânica quântica, que consideravam
maluca demais para ser levada a sério.
Partindo
de preceitos teóricos, mostraram que seria possível duas partículas se
“entrelaçarem”, de modo que a determinação de certa característica em uma delas
imediatamente seria transposta para a outra, não importando a distância entre
elas.
Mas o
próprio Einstein definiu o entrelaçamento como uma “fantasmagórica ação a
distância”. Acontece que os partidários da mecânica quântica estavam corretos,
e o fenômeno de partículas entrelaçadas realmente existe.
Em 1997,
cientistas da Universidade de Innsbruck, na Áustria, levaram o entrelaçamento
às manchetes ao anunciar que haviam usado a técnica para teletransportar um
fóton (partícula de luz) instantaneamente de um ponto a outro de uma sala. O
experimento envolvia apenas três partículas.
Agora, o
número de elementos envolvidos na manipulação quântica sobe para a casa dos
trilhões com o feito de Julsgaard. Ele disparou um laser (feixe organizado de
fótons) sobre duas amostras de césio, fazendo com que elas ficassem
entrelaçadas.
O
entrelaçamento valeu para todas as partículas da amostra, mas durou apenas meio
milissegundo (metade de um milésimo de segundo). Conforme os átomos das
amostras interagiam com outros elementos, como por exemplo os recipientes que
os guardavam, iam perdendo o caráter entrelaçado, até ele se desfazer
totalmente.
Além de
ser o primeiro experimento a envolver um conjunto grande de partículas
entrelaçadas, ele tem outro diferencial: a criação do entrelaçamento foi obtida
sem que as amostras precisassem interagir uma com a outra, sendo o fenômeno
induzido apenas pelo disparo do laser.
“Essa
característica significa que o entrelaçamento pode ser obtido a distâncias
consideráveis, o que é obviamente importante para a comunicação quântica”,
disse à Folha Eugene Polzik, um dos colegas de Julsgaard envolvidos no
experimento.
Comunicação
quântica é a idéia de usar o entrelaçamento para transmitir informações.
Suponha que Alice e Bob queiram trocar mensagens usando a “fantasmagórica ação
a distância” (Alice e Bob são os nomes preferidos dos físicos para dar
exemplos). Cada um deles ganha uma partícula entrelaçada. Se Alice altera o
estado da sua partícula, a outra é automaticamente modificada, e Bob
imediatamente fica sabendo. Se mensagens forem codificadas em estados quânticos
de partículas, é possível trocar informações.
Xerox
atômico
Da mesma
maneira funcionariam outras, e mais audaciosas, idéias, como o teletransporte
_algo semelhante a um xerox atômico a distância.
Para
transportar uma pessoa, por exemplo, seria preciso colocar no local de destino
um conjunto de átomos representativo da composição do indivíduo e entrelaçá-lo
com as partículas da própria pessoa.
“Teríamos
a mesma quantidade dos mesmos tipos de átomo em cada um dos locais e
transferiríamos o estado quântico dos átomos do local um para o local dois.
Como átomos no mesmo estado quântico são indistinguíveis, é como se os
tivéssemos transportado do ponto um ao dois”, diz Polzik.
Embora o
entrelaçamento de trilhões de átomos já seja bastante significativo, ainda está
longe o momento em que alguém sairá por aí dizendo “Beam me up, Scotty”, como o
capitão Kirk fazia no seriado “Jornada nas Estrelas” para ser levado de volta à
nave.
“O
teleporte de qualquer objeto quântico complexo, mesmo de uma bactéria, iria
exigir transferir o estado descrito por zilhões de parâmetros, como posição e
momento de todos os elétrons etc. Isso é uma enorme quantidade de informação e
será muito difícil de fazer. Por ora estamos pensando em teleportar apenas um
parâmetro de uma amostra atômica, e isso já é suficientemente difícil.”
A equipe
agora trabalha para melhorar ainda mais o grau de entrelaçamento de suas
amostras e tentar o teletransporte atômico.
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