FÍSICA QUÂNTICA - "ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO, UMA BRASILEIRA PROVOU"

(Gabriela Barreto Lemos)

Entrelaçamento quântico

Uma física brasileira realizou uma demonstração impressionante de um dos aspectos mais bizarros e difíceis de compreender da física quântica.

Ela tirou uma foto do desenho de um gato que nunca foi iluminado pelos fótons capturados para gerar a imagem.

Além de demonstrar os princípios da mecânica quântica, o experimento revela uma nova forma de imageamento revolucionária: uma câmera que tira fotos sem que a luz precise iluminar o objeto a ser fotografado.

Gabriela Barreto Lemos é pesquisadora da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) e está atualmente fazendo pós-doutorado na Academia Austríaca de Ciências, em Viena.

Seu experimento é uma demonstração cabal do fenômeno do entrelaçamento quântico - ou emaranhamento -, segundo o qual duas partículas podem ficar de tal forma interconectadas que qualquer coisa que aconteça a uma influenciará imediatamente a outra, ainda que elas estejam a anos-luz de distância.

O entrelaçamento quântico é desafiador mesmo para as mentes mais brilhantes - Einstein desdenhou dele chamando-o de "ação fantasmagórica à distância" -, mesmo porque ele desafia o limite de velocidade universal, a velocidade da luz, uma vez que as partículas entrelaçadas parecem trocar informações instantaneamente.

Gabriela idealizou o experimento usando o desenho de um gato entalhado em uma fina pastilha de silício - uma referência ao também famoso Gato de Schrodinger.

Fotografia fantasma

Ela produziu pares de fótons entrelaçados e os enviou em duas direções diferentes: enquanto o primeiro fóton podia atravessar o recorte do gato e então se perder, o outro membro de cada par ia direto para um detector, sem nunca passar pelo gato, e sem ter como se comunicar com seu irmão.

A imagem foi gerada pelos fótons coletados pelo detector - aqueles que nunca poderiam ter passado pelo recorte do gato.

Confirmando as predições da teoria quântica, o gato apareceu perfeitamente na fotografia - uma imagem gerada por fótons que nunca passaram pelo objeto que foi fotografado.

Aplicações biológicas

Embora o fenômeno do entrelaçamento quântico não precisasse mais de demonstrações para se comprovar real, o experimento pode ter aplicações práticas em áreas muito diferentes, principalmente porque cada par de partículas entrelaçadas pode ser formado por fótons de energias diferentes.

Assim, um disparador de fótons pode enviar fótons de baixa energia sobre amostras biológicas muito delicadas, enquanto a imagem da amostra é gerada por fótons comuns, na faixa do visível, por uma câmera digital convencional.

Este processo é muito mais simples e direto do que as imagens fantasmas capturadas por câmeras de pixel único.

Gabriela está trabalhando na equipe do professor Anton Zeilinger, que no ano passado surpreendeu os próprios físicos demonstrando que os eventos quânticos independem do espaço e do tempo, o que foi visto com uma espécie de "fim da causalidade".

Bibliografia:

Quantum imaging with undetected photons

Gabriela Barreto Lemos, Victoria Borish, Garrett D. Cole, Sven Ramelow, Radek Lapkiewicz, Anton Zeilinger

Nature

Vol.: 512, 409-412

DOI: 10.1038/nature13586