PARTÍCULA ALTEROU A ENERGIA DE OUTRA À DISTÂNCIA: A FÍSICA QUÂNTICA FICOU AINDA MAIS BIZARRA
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A alteração de energia não local: um novo desafio da física quântica
Imagine duas partículas que, independentemente da distância entre elas, compartilham um destino entrelaçado.
Se uma muda, a outra também muda – instantaneamente.
Isso é o emaranhamento quântico, um dos fenômenos mais intrigantes da física.
Mas e se eu te dissesse que cientistas agora conseguiram algo ainda mais surpreendente?
Um experimento recente sugere que a energia de uma partícula pode ser alterada não localmente,
sem que haja qualquer transmissão de energia entre elas.
Parece coisa de filme, mas é realidade!
No vídeo de hoje, vamos explorar essa descoberta revolucionária e entender como ela desafia nossa compreensão da natureza.
O emaranhamento quântico ocorre quando duas partículas compartilham um estado correlacionado, mesmo que estejam separadas por milhões de quilômetros.
Se você medir uma, a outra responderá instantaneamente.
Isso acontece, por exemplo, com partículas emaranhadas pelo spin, uma propriedade quântica parecida com o momento angular.
Se uma partícula tem um spin "para cima", a outra, emaranhada com ela, terá spin "para baixo", independentemente da distância.
Einstein chamou isso de "ação fantasmagórica à distância", pois parecia violar o limite de velocidade do universo: a velocidade da luz.
Mas, na realidade, esse fenômeno não transmite informação mais rápido do que a luz – ele apenas correlaciona os estados das partículas.
Agora, pesquisadores da Universidade Jiao Tong de Xangai e do Laboratório Nacional de Hefei levaram isso a um novo nível:
eles testaram se o emaranhamento também pode alterar a energia de uma partícula de forma não local.
E os resultados foram impressionantes.
Os pesquisadores usaram memórias quânticas, dispositivos que armazenam e manipulam estados quânticos.
Eles criaram um sistema óptico com um interferômetro de Mach-Zehnder,
uma estrutura que permite separar e recombinar funções de onda, para estudar a interferência quântica.
Dentro desse sistema, duas partículas foram geradas ao mesmo tempo:
Um fóton de Stokes (S1), que serviu como a primeira partícula.
E Uma excitação atômica, que atuou como a segunda partícula.
Por terem sido criadas no mesmo processo, essas partículas estavam naturalmente emaranhadas.
Os pesquisadores então fizeram medições fracas para tentar determinar a posição da excitação atômica sem perturbar drasticamente o sistema.
O que eles descobriram foi surpreendente:
A energia associada a uma partícula poderia ser alterada não localmente pela medição da outra,
sem qualquer transferência de energia superluminal, ou seja mais rápida que a luz.
Isso significa que a energia não estava sendo "transferida", mas modificada de maneira não local, como previsto na chamada teoria de Broglie-Bohm.
Para entender melhor essa descoberta, precisamos falar sobre a Teoria de Broglie-Bohm, também conhecida como mecânica bohmiana ou interpretação da onda-piloto.
Na interpretação tradicional da mecânica quântica – a chamada interpretação de Copenhague – o comportamento das partículas só é definido quando realizamos uma medição.
Até lá, elas existem em um estado de superposição probabilística.
Mas na Teoria de Broglie-Bohm, a história é diferente.
Essa teoria propõe que as partículas sempre possuem uma posição e um estado bem definidos, mas são guiadas por uma espécie de onda invisível – chamada de onda-piloto – que determina suas trajetórias.
Ou seja, diferente da visão tradicional, onde a incerteza é um elemento fundamental, a teoria bohmiana é determinística:
As partículas seguem caminhos bem definidos.
A onda-piloto transporta informações sobre o sistema.
O emaranhamento quântico se torna uma conexão não local, pois a onda-piloto influencia todas as partículas envolvidas ao mesmo tempo.
É como se existisse um campo invisível conectando as partículas, fazendo com que mudanças em uma influenciem a outra instantaneamente, sem que haja uma "mensagem" viajando entre elas.
E é aqui que entra a descoberta do novo experimento!
Os cientistas observaram que, dentro dessa estrutura teórica, a energia de uma partícula pode ser alterada não localmente devido à influência da outra, sem que haja transferência de energia no sentido clássico.
Isso reforça a ideia de que a mecânica quântica pode ser muito mais profunda do que imaginávamos, e que efeitos não locais desempenham um papel fundamental no comportamento das partículas.
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