domingo, 6 de maio de 2018

Emaranhamento quântico num fio de cabelo

Talvez a predição mais estranha da teoria quântica seja o emaranhamento, um fenômeno no qual dois objetos distantes se entrelaçam de um modo que desafia a física clássica.

ilustração das peles vibratórias

© Petja Hyttinen/Olli Hanhirova (ilustração das peles vibratórias)

A imagem acima mostra peles vibratórias de 15 micrômetros de largura preparadas em chips de silício usados no experimento. As peles vibraram com uma alta frequência de ultrassom, e o estado quântico peculiar previsto por Einstein foi criado a partir das vibrações.

Em 1935, Albert Einstein expressou sua preocupação com esse conceito, se referindo a ele como uma "ação fantasmagórica à distância".

Atualmente, o emaranhamento é considerado o pilar da mecânica quântica, e é um recurso fundamental para uma série de tecnologias quânticas potencialmente transformadoras. O emaranhamento é extremamente frágil, e foi previamente observado apenas em sistemas microscópicos como a luz ou átomos, e, recentemente, em circuitos elétricos supercondutores.

Uma equipe liderada por Mika Sillanpää, da Universidade de Aalto, na Finlândia, mostrou que o emaranhamento de objetos maiores pode ser gerado e detectado.

Os pesquisadores conseguiram colocar os movimentos de duas peles vibratórias (com um princípio semelhante ao das peles dos instrumentos de percurssão) feitas de alumínio metálico e chip de silicone em um estado quântico de emaranhamento. Em comparação à escala atômica, os objetos envolvidos no experimento são verdadeiramente grandes e macroscópicos: de formato circular, as peles vibratórias têm um diâmetro semelhante à largura de um cabelo humano fino.

A equipe também incluiu cientistas da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW) em Canberra, na Austrália, Universidade de Chicago e a Universidade de Jyväskylä, na Finlândia. A abordagem utilizada no experimento foi baseada em uma inovação teórica desenvolvida por Matt Woolley, da UNSW, e Aashish Clerk, da Universidade de Chicago.

Os corpos vibrantes são projetados para interagir através de um circuito de microondas supercondutor. Os campos eletromagnéticos do circuito são usados para absorver todas as perturbações térmicas e isolar apenas as vibrações mecânico-quânticas.

Eliminar todas as formas de ruído é algo crucial para os experimentos, por isso eles foram conduzidos em temperaturas muito baixas, próximas ao zero absoluto (-2730C). De forma admirável, o experimento permitiu que o incomum estado de emaranhamento persistisse por longos períodos de tempo. Nesse caso, por mais de meia hora.

No futuro, os pesquisadores irão tentar teleportar as vibrações mecânicas. Em teletransporte quântico, propriedades de corpos físicos podem ser transmitidas através de distâncias arbitrárias usando a "ação fantasmagórica à distância.

Os resultados demonstram que agora é possível ter controle sobre objetos mecânicos maiores, nos quais estados quânticos exóticos possam ser gerados e estabilizados. Essa descoberta não apenas abre as portas para novos tipos de tecnologias quânticas e sensores, mas também pode permitir estudos de física fundamental, por exemplo, a elucidação da interação entre gravidade e mecânica quântica.

Fonte: Nature

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