Teoria quântica vence Einstein mais uma vez em estudo holandês

Em um estudo de referência, cientistas da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, relataram ter feito um experimento que, segundo eles, comprova uma das asserções mais fundamentais da teoria quântica –de que objetos separados por uma grande distância podem afetar instantaneamente o comportamento um do outro.

A descoberta é mais um golpe para um dos princípios fundamentais da física clássica conhecido como "localidade", que afirma que um objeto é influenciado diretamente apenas pelo seu entorno imediato.

O estudo de Delft, publicado na quarta-feira (21) na revista Nature, dá mais credibilidade a uma ideia que Albert Einstein rejeitou notoriamente. Ele dizia que a teoria quântica exigia uma "ação fantasmagórica à distância", e ele se recusava a aceitar a noção de que o universo podia se comportar de uma forma tão estranha e aparentemente aleatória.

O novo experimento, realizado por um grupo liderado por Ronald Hanson, um físico do Instituto Kavli de Nanociência da universidade holandesa, em conjunto com cientistas da Espanha e Inglaterra, é a evidência mais forte para apoiar as asserções mais fundamentais da teoria da mecânica quântica sobre a existência de um mundo estranho formado por um tecido de partículas subatômicas em que a matéria só toma forma depois que é observada e que o tempo corre para trás ou para frente.

Os pesquisadores descreveram sua experiência como um "teste livre de falhas do teorema de Bell" em referência a um experimento proposto em 1964 pelo físico John Stewart Bell como forma de provar que a "ação fantasmagórica à distância" é real.

"Estes testes vêm sendo feitos desde o final dos anos 70, mas sempre de uma forma que exige pressupostos adicionais", disse Hanson. "Agora confirmamos que a ação fantasmagórica à distância existe."

Os cientistas dizem que já descartaram todas as chamadas variáveis ocultas possíveis que ofereceriam explicações para esse "emaranhamento" de longa distância com base nas leis da física clássica.

Os pesquisadores de Delft conseguiram emaranhar dois elétrons separados por uma distância de 1,3 km e, em seguida, compartilhar informações entre eles. Os físicos usam o termo "emaranhamento" para se referir a pares de partículas que são gerados de tal maneira que elas não podem ser descritas separadamente. Os cientistas colocaram dois diamantes em extremos opostos do campus da Universidade de Delft, a 1,3 km de distância um do outro.

Cada diamante continha uma pequena armadilha para elétrons isolados, que têm uma propriedade magnética chamada "spin". Pulsos de laser e micro-ondas foram utilizados então para emaranhar os elétrons e medir seu “spin”.

A distância –com detectores instalados em lados opostos do campus– assegurou que a informação não poderia ser trocada por meios convencionais dentro do tempo necessário para fazer a medição.

"Acho que esta é uma experiência bela e simples e vai ajudar todo o campo a avançar", disse David Kaiser, físico do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), que não esteve envolvido no estudo. No entanto, Kaiser, que faz parte de outro grupo de físicos que está se preparando para realizar um experimento ainda mais ambicioso no ano que vem, medindo a luz capturada nos confins do universo, também acha que nem toda centelha de dúvida foi eliminada pelo experimento holandês.

Os testes acontecem num mundo peculiar que desafia a compreensão. De acordo com a mecânica quântica, as partículas só assumem as propriedades da forma quando são medidas ou observadas de alguma maneira. Até então, elas podem existir simultaneamente em dois ou mais lugares. Uma vez medidas, no entanto, elas se encaixam numa realidade mais clássica, que existe num só lugar.

De fato, o experimento não é apenas uma defesa da teoria exótica da mecânica quântica, é um passo em direção a uma aplicação prática conhecida como "internet quântica". Atualmente, a segurança da internet e a infraestrutura do comércio eletrônico estão se fragilizando diante de computadores poderosos que representam um problema para as tecnologias de criptografia baseadas na capacidade de fatorar números grandes e outras estratégias semelhantes.

Pesquisadores como Hanson imaginam uma rede de comunicação quântica formada a partir de uma cadeia de partículas emaranhadas circundando todo o globo. Essa rede permitiria compartilhar chaves criptográficas de forma segura, e saber sobre as tentativas de espionagem com certeza absoluta.

Para alguns físicos, embora o novo experimento afirme ser "livre de falhas", a questão ainda não está totalmente resolvida.

"O experimento eliminou duas das três principais falhas, mas duas em cada três não são três", disse Kaiser. "Acredito plenamente que a mecânica quântica é a descrição correta da natureza. Mas afirmar isso de forma categórica, francamente, ainda não chegamos lá."