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Cientistas a ponto de dominar a Quarta Dimensão
Segue o texto divulgado num veículo de grande circulação
da imprensa brasileira.
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" (https://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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