Esta imagem impressionante capturada no ano passado por físicos da Universidade de Glasgow, na Escócia, é a primeira foto de emaranhamento quântico – um fenômeno tão estranho que o físico Albert Einstein o descreveu como “ação fantasmagórica à distância”.

Pode não parecer muito, mas pare e pense por um segundo: esta imagem cinza difusa foi a primeira vez que vimos 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 e tudo o que acontece com uma afeta imediatamente a outra, independentemente de quão distantes estejam. Daí a descrição de ‘ação fantasmagórica à distância’.

Esta foto em particular mostra o emaranhamento 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 em julho de 2019, disse a BBC a imagem period “uma demonstração elegante de uma propriedade elementary da natureza”.

Para capturar a foto incrível, Moreau e uma equipe de físicos criaram um sistema que emitia fluxos de fótons emaranhados no que eles descreveram como ‘objetos não convencionais’.

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

Screen Shot 2019 07 13 às 11.59.03(Moreau et al., Avanços da Ciência, 2019)

O que você está vendo aqui é na verdade uma composição de várias imagens dos fótons conforme eles passam por uma série de quatro transições de fase.

Os físicos dividiram os fótons emaranhados e executaram um feixe através de um supplies de cristal líquido conhecido como borato de bário β, desencadeando quatro transições de fase.

Ao mesmo tempo, eles tiraram fotos do par emaranhado passando pelas mesmas transições de fase, embora não tivesse passado pelo cristal líquido.

Você pode ver a configuração abaixo: O feixe emaranhado de fótons vem da parte inferior esquerda, uma metade do par emaranhado se divide para a esquerda e passa pelos quatro filtros de fase. Os demais que seguem em frente não passam pelos filtros, mas passam pelas mesmas mudanças de fase.

Screen Shot 2019 07 13 às 12h08.55(Moreau et al., Avanços científicos, 2019)

A câmera foi capaz de capturar imagens deles ao mesmo tempo, mostrando que ambos haviam se movido da mesma forma, apesar de estarem separados. Em outras palavras, eles estavam emaranhados.

Enquanto Einstein tornou o emaranhamento quântico famoso, o falecido físico John Stewart Bell ajudou a definir o emaranhamento quântico e estabeleceu um teste conhecido como ‘Desigualdade de Bell‘. Basicamente, se você pode quebrar a desigualdade de Bell, você pode confirmar o verdadeiro emaranhamento quântico.

“Aqui, relatamos um experimento que demonstra a violação de uma desigualdade de Bell em imagens observadas”, a equipe escreveu em Avanços da Ciência.

“Este resultado abre caminho para novos esquemas de imagens quânticas … e sugere uma promessa para esquemas de informações quânticas baseados em variáveis ​​espaciais.”

A pesquisa foi publicada em Avanços da Ciência.

Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em julho de 2019.

Este artigo foi baseado em uma publicação em inglês. Clique aqui para acessar o conteúdo originário.