Em novas pesquisas, o emaranhamento quântico foi diretamente observado e registrado na escala macroscópica – uma escala muito maior do que as partículas subatômicas normalmente associadas ao entrelaçamento.
As dimensões envolvidas ainda são muito pequenas — esses experimentos envolveram dois pequenos tambores de alumínio um quinto da largura de um cabelo humano — mas no reino da física quântica eles são absolutamente enormes.
“Se você analisar os dados de posição e momento dos dois tambores de forma independente, cada um deles simplesmente parece quente”, diz o físico John Teufel,do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) nos EUA.
“Mas olhando para eles juntos, podemos ver que o que parece movimento aleatório de um tambor está altamente correlacionado com o outro, de maneira que só é possível através do entrelaçamento quântico.”
Embora não haja regra que indique que o emaranhamento quântico não pudesse ocorrer com objetos macroscópicos, até agora se pensava que os efeitos não eram perceptíveis em escalas maiores ou talvez que a escala macroscópica fosse regida por conjunto de regras distinto.
Esta nova pesquisa sugere que não é o caso. Na verdade, as mesmas regras quânticas também se aplicam aqui, e podem ser vistas também.
Os pesquisadores fizeram vibrar as pequenas membranas dos tambores usando fótons de micro-ondas e as deixaram em um estado sincronizado em termos de sua posição e velocidade.
Para evitar interferência externa, um problema comum com estados quânticos, os tambores foram resfriados, emaranhados e medidos em estágios separados enquanto estavam dentro de um recipiente refrigerado criogenicamente. Os estados dos tambores são então codificados em um campo de micro-ondas refletido que funciona como se fosse radar.
Estudos anteriores também relataram o emaranhado quântico macroscópico, mas a nova pesquisa vai além:
Todas as medidas necessárias foram registradas em vez de inferidas, e o emaranhamento foi gerado de forma determinística e não aleatória.
Em uma série de experimentos relacionados, mas separados, outros pesquisadores que também trabalhavam com tambores macroscópicos (ou osciladores) em um estado de entrelaçamento quântico mostraram como é possível medir a posição e o momento dos dois tambores ao mesmo tempo.
“Em nosso trabalho, os tambores exibem um movimento quântico coletivo”, diz o físico Laure Mercier de Lepinay, da Universidade de Aalto, na Finlândia.
“Os tambores vibram em uma fase oposta uma à outra, de modo que quando um deles está na posição final do ciclo de vibração, o outro está na posição oposta ao mesmo tempo.”
“Nesta situação, a incerteza quântica do movimento dos tambores é cancelada se os dois tambores forem tratados como uma entidade quântica-mecânica.”
O que torna esta notícia importante é que ele contorna o Princípio da Incerteza de Heisenberg; a ideia de que a posição e a velocidade não podem ser perfeitamente medidas ao mesmo tempo.
O princípio afirma que medir qualquer a posição por exemplo interfere com a velocidade (e vice-versa) através de um processo chamado ação quântica reversa.
Além de apoiar o outro estudo na demonstração do emaranhado quântico macroscópico, esta pesquisa em particular usa esse emaranhamento para evitar a ação quântica de reversa essencialmente investigando o limite entre a física clássica (onde o Princípio da Incerteza se aplica) e a física quântica.
Uma das aplicações futuras potenciais de ambos os conjuntos de descobertas está nas redes quânticas; ser capaz de manipular e emaranhar objetos em uma escala macroscópica para que possam alimentar redes de comunicação de última geração.
Fonte:
[Física]