Um grupo de físicos da Universidade de Basel, na Suíça, descobriu por meio de experimentos que o paradoxo Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), uma teoria de décadas, faz realmente sentido e ainda se mantém mesmo quando seu escopo é ampliado. A pesquisa foi apresentada na revista Physical Review X.
Segundo os cientistas, os resultados da pesquisa mostram que o paradoxo — criado por Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen — afeta sistemas massivos com partículas separadas no espaço. É algo que mostra, segundo eles, o conflito entre a mecânica quântica e o realismo local.
Ao avaliar as propriedades quânticas de elementos com condensação, pesquisadores encontram uma correlação entre eles. De acordo com eles, o paradoxo continua válido mesmo em experimentos com partículas de massa considerável, separadas por uma distância de até 100 micrômetros.
Paradoxo
Pode parecer um pouco confuso, mas no contexto do emaranhamento quântico, o paradoxo descreve uma correlação instantânea entre duas partículas entrelaçadas, mesmo que estejam separadas por grandes distâncias.
Essa conexão, aparentemente instantânea entre as partículas, desafia o princípio da causalidade na física clássica.
Einstein, Podolsky e Rosen publicaram um artigo na década de 1935 descrevendo um experimento mental que sugeria que a mecânica quântica não fornecia uma descrição completa da realidade.
O chamado paradoxo EPR colocava em evidência a singularidade do emaranhamento quântico, que permite que informações sejam transmitidas instantaneamente entre partículas entrelaçadas, independentemente da separação espacial.
O paradoxo é complexo porque contradiz a visão clássica de que a comunicação entre as partículas deve obedecer à velocidade da luz ou a outras restrições impostas pela relatividade.
Desde então, essa teoria ficou conhecida como o paradoxo EPR por causa das contradições, como uma partícula em um sistema influenciando outras devido ao emaranhamento.
Experimentos
Vários anos depois, em 1964, John Bell desenvolveu o que veio a ser conhecido como o teste de Bell. Era um meio de testar o paradoxo EPR pela observação de partículas em um aparelho projetado para produzir pares emaranhados. Até o momento, envolveu pequenos sistemas misturados usando pares de fótons ou átomos.
Agora, no entanto, a equipe mostrou que o mesmo tipo de experimento pode ser ampliado para um sistema maior usando condensados de Bose-Einstein (fase da matéria formada por bósons a uma temperatura muito próxima do zero absoluto).
Em sua pesquisa, o grupo começou gerando uma nuvem composta de átomos de rubídio-87. Eles então geraram uma interação entre os átomos na nuvem, forçando-os a se tornar um condensado de Bose-Einstein emaranhado.
Os pesquisadores então liberaram o condensado em duas nuvens separadas onde os pseudospins (propriedades quânticas dos condensados) estavam misturados. Eles concluíram medindo os pseudospins das duas nuvens — cada uma contendo centenas de átomos de rubídio-87 -—independentemente.
Os resultados mostraram que as propriedades das duas nuvens não podiam ser correlacionadas de maneira atribuível ao acaso e, portanto, o paradoxo EPR se mantém mesmo quando ampliado.
O grupo de pesquisa sugere que, além de suas descobertas, o experimento pode servir de modelo para a realização de outras aplicações de metrologia quântica.
