Interações quânticas são mais rápidas do que a velocidade da luz

Qual é a velocidade das intenções quânticas?

São mais rápidas do que a velocidade da luz… pelo menos 10.000 vezes mais rápidas!

Isso é o que uma equipe de físicos liderada por Juan Yin, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, em Xangai, descobriu em um experimento envolvendo fótons entrelaçados, ou fótons que permanecem intimamente conectados, mesmo quando estão separados por vastas distâncias.  Eles queriam ver o que aconteceria se você tentasse designar uma velocidade ao que Einstein chamou de “spooky action at a distance“, ou em português, “ação assombrosa à uma distância”.

Físicos  quânticos já sabem por muito tempo que após duas partículas – fótons por exemplo – interagirem, elas algumas vezes ficam “entrelaçadas”.  Este tipo de experimento tem sido repetido inúmeras vezes, e envolve a ação de enviar dois fótons entrelaçados para diferentes lugares. Talvez o fóton A vá para Los Angeles e o B para Boston.

Quando o fóton A é observado, ele possui uma certa polarização, talvez “para cima”.  O outro fóton em Boston sempre está na polarização contrária, “para baixo”.  Irrelevantemente das mensurações que são feitas do fóton A, o fóton B sempre será contrário.  É impossível dizer qual polarização ocorrerá antes de medí-la, mas os fótons entrelaçados sempre parecem saber o estado correto instantaneamente.

Como Chad Orzel, professor de física do Union College, explica: “É como se você enviasse duas cartas de baralho para diferentes endereços.  Uma poderia ser o valete de ouros e a outra o ás de copas.  Quando você recebe a carta em um endereço, você sabe qual carta foi para o outro endereço.  A mecânica quântica é estranha, porque até você abrir o envelope, mostrando qual carta está dentro dele, poderia ser qualquer uma das duas“.

Isto é o que Albert Einstein chamou de “ação assombrosa à uma distância”.  E a correlação entre os estados dos fótons parece acontecer instantaneamente.  Mas o que “instantâneo” realmente quer dizer?  Isso é parte do que a equipe chinesa queria investigar.

Então os pesquisadores entrelaçaram dois fótons e enviaram eles para diferentes estações, a aproximadamente 16 quilômetros de distância uma da outra.  Em seu documento ArXiv, os cientistas disseram que experimentos anteriores tinham “loopholes” de localidade, que é outra forma de dizer que é possível explicar a ligação entre os fótons com algo que não seja a “ação à distância”.

O grupo mediu o estado de um fóton e cronometrou quanto tempo o estado entrelaçado levaria para se manifestar no outro fóton.  Eles descobriram que a velocidade mais lenta possível para as interações quânticas é de 10.000 vezes a da velocidade da luz – presumindo-se que o seu experimento esteja se movendo relativamente lento, pelo menos no que seja relativo aos fachos de luz.

Pode parecer que o resultado demonstre uma forma de mandar mensagens mais rápidas do que a velocidade da luz, mas realmente não é, pois você não sabe o estado do par de fótons entrelaçados antes de serem mensurados.  Assim não há como controlá-los e fazer com que o fóton no outro lado assuma um determinado estado, usando-o com um telégrafo de código Morse.

Este tipo de experimento já foi executado antes, notavelmente por uma equipe européia em 2008.  Então, por que fazê-lo novamente?  Muitos experimentos físicos são feitos para conferir mais proximamente os valores das constantes usadas nas equações, por exemplo, o que permite mensurações mais precisas em outras áreas.

Orzel disse que mesmo se levasse uma pequena quantidade de tempo para o estado de um fóton mudar (ou seja, não fosse imediato), de forma geral não estaria claro se esse atraso significaria muito para a física quântica.  Isso se deve ao fato de haver várias interpretações do porquê destes fenômenos quânticos ocorrerem da forma que ocorre, e todos explicam os resultados experimentais igualmente bem.  Os físicos nem mesmo estão certos de que há um experimento o qual alguém poderia diferenciar.

Ele adicionou que é extremamente improvável que alguém conseguirá obter um valor “exato” para a velocidade das interações quânticas e, na verdade, a física moderna proíbe esse tipo de descoberta, em princípio.  Mas é útil ver quais são os limites – para clarificar o que queremos dizer quando mencionamos “instantâneo).

n3m3

Fonte: science.nbcnews.com