Cientistas usam gato de Cheshire para explicar divisão quântica de partículas
- BR Quantec PRO
- 15 de out. de 2024
- 3 min de leitura
Em um experimento publicado em 2013 na revista New Journal of Physics, uma equipe de físicos liderada por Yakir Aharonov, da Universidade Chapman nos EUA, apresentou o conceito de Gato de Cheshire quântico. Trata-se de um “gato risonho”, inspirado no personagem do livro Alice no País das Maravilhas.
Esse fenômeno propõe que certas propriedades de partículas quânticas podem se separar da própria partícula.
O experimento foi realizado com o uso de um interferômetro, uma ferramenta óptica que divide um feixe de luz em dois e depois os recombina, criando um padrão de interferência.
O objetivo dos pesquisadores era demonstrar que uma partícula poderia seguir por um caminho enquanto uma de suas propriedades, como o spin ou a polarização, seguiria outro, de forma semelhante ao sorriso enigmático do Gato de Cheshire em Alice.
Novo experimento do gato de Cheshire quântico
Mesmo após a confirmação da teoria por meio de experimentos subsequentes com nêutrons e fótons, o fenômeno continuou a provocar intensos debates na comunidade científica.
Os críticos sustentam que os efeitos observados poderiam ser explicados utilizando princípios quânticos já estabelecidos, como a dualidade onda-partícula ou os efeitos de interferência, sem a necessidade de postular um novo fenômeno.
Para evitar o uso de “medições fracas”, um dos principais pontos criticados, Aharonov e seus colegas recentemente propuseram uma nova abordagem teórica.
Nesse modelo, uma partícula ficou em um lado de um cilindro dividido, permitindo que detectassem seu spin do outro lado, sem que a partícula atravessasse a divisória.
Como se esperava, o novo teste despertou interesse, mas também trouxe novas críticas. O físico alemão Holger Hofmann, da Universidade de Hiroshima, questionou se o experimento realmente comprovava essa “transferência desencarnada” de spin.
Já o brasileiro Pablo Saldanha, da UFMG, argumentou em entrevista à Scientific American que “todos os resultados possuem explicação […] como simples efeitos de interferência”.
Possíveis aplicações do gato de Cheshire quântico
O físico Sandu Popescu, da Universidade de Bristol, na Inglaterra, foi coautor do novo estudo, publicado na revista Physical Review A. Ele também colaborou com Aharonov no artigo de 2013, e defende a nova abordagem.
Ele indica que desenvolveram um método completamente novo para combinar informações de medições realizadas antes e depois do experimento, afirmou à Scientific American.
Ao declarar que “ninguém entende a mecânica quântica”, Popescu sugere que há questões mais profundas quando se trata da natureza da realidade em escalas subatômicas, assim como dos limites de nossa capacidade de medir e interpretar esses fenômenos.
Ele reconhece que as críticas de Saldanha e Hofmann são válidas. Contudo, acredita que eles possam estar “perdendo o ponto principal” ao focar em questões secundárias.
Popescu argumenta que, independentemente de o fenômeno estar correto ou não, o conceito de “Gato de Cheshire quântico” poderia abrir caminho para novas aplicações tecnológicas, como a transferência de informações ou energia sem a necessidade de movimentar uma partícula física, tanto de luz quanto de matéria.
Relembre a mecânica quântica
A mecânica quântica é a área da física que estuda o comportamento de partículas muito pequenas, como átomos e partículas subatômicas (elétrons, prótons, nêutrons).
Diferente da física clássica, que descreve o movimento de objetos macroscópicos de forma previsível, a mecânica quântica lida com fenômenos que são probabilísticos e contraintuitivos.
Por exemplo, partículas quânticas podem existir em mais de um estado ao mesmo tempo (superposição). Ainda, podem influenciar umas às outras instantaneamente, mesmo a grandes distâncias (emaranhamento).
Além disso, o ato de medir uma partícula pode alterar suas propriedades (princípio da incerteza de Heisenberg).
Esses conceitos desafiam nossa percepção comum da realidade, mas são fundamentais para a compreensão do mundo subatômico. Novos experimentos surgem todos os dias para justificar e expandir esse meio.
Comentários