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” (http://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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