Estranho fenômeno quântico é fotografado pela primeira vez na história

Pela primeira vez na historia, cientistas capturaram a primeira foto do emaranhamento quântico – um fenômeno tão estranho que o físico Albert Einstein descreveu como “ação fantasmagórica à distância”.  A imagem foi capturada por físicos da Universidade de Glasgow, na Escócia. Pode não parecer muito, mas pare e pense por um segundo: essa imagem cinza 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, ou seja, quando elas se tornam impossíveis de desemaranhar e o que quer que aconteça com uma afeta imediatamente a outra, independentemente de quão distantes estejam. Daí vem a definição de ‘ação fantasmagórica à distância’.

Esta foto em particular mostra o entrelaçamento entre dois fótons – duas partículas de luz. Eles estão interagindo e, por um breve momento, compartilhando estados físicos. Paul-Antoine Moreau, primeiro autor do artigo em que a imagem foi revelada, disse à BBC que a imagem era “uma elegante demonstração de uma propriedade fundamental da natureza”. Para capturar a foto incrível, Moreau e uma equipe de físicos criaram um sistema que explodiu fluxos de fótons emaranhados no que eles descreveram como “objetos não convencionais”.

O experimento envolveu a captura de quatro imagens dos fótons em quatro diferentes transições de fase. Você pode ver a imagem completa abaixo:

(Moreau et al., Science Advances, 2019)

O que você está vendo é uma composição de múltiplas imagens dos fótons enquanto eles passam por uma série de quatro transições de fase. Os físicos dividiram os fótons 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, eles capturaram fotos do par entrelaçado passando pelas mesmas transições de fase, mesmo não tendo passado pelo cristal líquido.

Você pode ver a configuração abaixo: O feixe de fótons entrelaçados vem do canto inferior esquerdo, metade do par entrelaçado se divide à esquerda e passa pelos filtros de quatro fases. Os outros que seguem em frente não passaram pelos filtros, mas sofreram as mesmas mudanças de fase.

(Moreau et al., Science Advances, 2019)
(Moreau et al., Science Advances, 2019)

A câmera conseguiu capturar quadros dessas imagens ao mesmo tempo, mostrando que ambas mudaram da mesma maneira, apesar de estarem divididas. Em outras palavras, eles estavam emaranhados.

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”. Basicamente, se você pode quebrar a desigualdade de Bell, você pode confirmar o verdadeiro entrelaçamento quântico. [ScienceAlert]

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