O entrelaçamento quântico, ou O estranho mundo das partículas subatômicas

Muita gente acredita que a Física é algo intangível. Com gente do calibre de um Newton, de um Einstein ou de um Hawking, fica difícil imaginar que “pessoas comuns” possam entender os complexos mecanismos de funcionamento do nosso Universo.

De fato, há coisas cujo entendimento requer anos e anos de estudo e especialização. Mas, se isso serve de consolo, você não está só. Muita coisa nem os físicos mais tarimbados são capazes de entender. E, no topo das coisas “ininteligíveis” do Universo, encontra-se, sem dúvida, o entrelaçamento quântico.

Descrito como regra pela Mecânica Quântica, o entrelaçamento quântico estabelece que a conexão entre duas ou mais partículas pode ser de tal maneira forte que uma não pode ser adequadamente analisada sem que sua correspondente também o seja, ainda que ambas estejam separadas por milhões de quilômetros de distâncias.

Imagine a seguinte situação: você pega duas bússolas, entrega uma a seu amigo e fica com a outra. Depois, pede pro seu amigo viajar para o Uzbequistão. Quando ele chegar lá, você faz um experimento: aproxima um ímã da bússola, de maneira que ela aponte para o Norte. Ao mesmo tempo, a bússola na mão do seu amigo, a milhares de quilômetros de distância, passa a apontar pro Sul. Isso mesmo que ele não aproxime dela nenhum ímã. Impossível? Ficção científica? Pois acredite: isso acontece.

A primeira coisa a fazer para se explicar o entrelaçamento quântico é compreender que as regras aplicáveis na Física variam conforme o tamanho do objeto. É dizer: para coisas imensamente grandes, como estrelas e planetas, a melhor teoria que existe para entender o seu funcionamento é a Relatividade. Para as coisas infinitamente pequenas, o melhor sistema é o da Mecânica Quântica. Separados por alguma barreira que ninguém ainda conseguiu explicar, esses dois mundos não se comunicam. As regras da Relatividade não valem para a Mecânica Quântica, e vice-versa.

Pois bem. No mundo das partículas subatômicas, o princípio de incerteza de Heisenberg estabelece que não é possível determinar simultaneamente a velocidade e a posição de uma partícula. Segundo esse princípio, toda vez que alguém procura definir um dos dois parâmetros, o sujeito inevitavelmente interage com a partícula analisada. Em outras palavras, a própria atividade de observação interfere no comportamento da partícula, tornando impossível que se defina com precisão a sua velocidade e posição. Até aí, tudo bem. Dá pra aceitar sem problemas o conceito proposto pelo princípio da incerteza.

O problema, contudo, reside na contrariedade de Einstein. Pai da Teoria da Relatividade, o físico alemão nunca engoliu os teoremas formulados pela Mecânica Quântica, cujo principal expoente era Niels Bohr. “Deus não joga dados!“, teria dito ele certa vez. Com o propósito de desmontar seu rival, Einstein decidiu atacá-la justamente onde ela parecia mais frágil: no entrelaçamento quântico.

Uma vez que ninguém conseguia compreender o fato de a alteração do estado quântico de uma partícula ser capaz de influenciar uma mudança correspondente em outra partícula a zilhares de quilômetros de distância, Einstein pespegou-lhe o jocoso apelido de “ação fantasmagórica à distância”. A intenção era óbvia: ridicularizar a proposta de Bohr.

Para Einstein, o entrelaçamento quântico se explicaria de maneira muito mais singela. Imagine, por exemplo, um par de luvas. Coloque cada uma dentro de uma caixa fechada e leve uma delas para o Alasca. Quando o observador receber a caixa fechada, ao abri-la ela só terá duas opções: encontrar a luva da mão direita ou a da mão esquerda. Automaticamente, o observador saberá que na outra caixa estará o par correspondente. Ou seja: o “entrelaçamento” já estava lá o tempo todo. A atividade de observação do agente em nada interferiu com a “mão da luva” que estava dentro da caixa; ela apenas a revelou. De um modo ou de outro, não existiria o entrelaçamento tal qual defendido por Bohr e, por conseguinte, tampouco haveria a misteriosa “ação fantasmagórica à distância”.

O problema é que, quase 40 anos depois do embate teórico entre Einstein e Bohr, físicos conseguiram criar uma máquina para tirar a prova dos 9. E a descoberta foi assustadora: o entrelaçamento quântico realmente existia e se comportava do modo descrito por Bohr. A “ação fantasmagórica à distância” era uma realidade.

Isso pode parecer difícil de acreditar. E é. Muitos físicos atuais não conseguem explicar a razão de ser do entrelaçamento quântico. Mesmo o sujeito responsável pela criação da máquina que conseguiu comprová-lo, John Clauser, até hoje não engole o fato. Quando perguntado sobre o entrelaçamento, sua resposta mais comum é: “É porque é. Só não me pergunte por quê”.

De fato, não há na ciência explicação plausível para o fenômeno. Há quem defenda que as duas partículas entrelaçadas comunicam-se a uma velocidade maior do que a da luz. Mas isso é algo impossível aos olhos da Relatividade. Ainda que isso fosse possível, seria necessário explicar como essa velocidade é tal que permite à “ação fantasmagórica” superar distâncias interestelares instantaneamente.

Outra possibilidade seria descartar a viagem a uma velocidade superior à da luz para compreender que a outra partícula simplesmente “sabe” que a sua correspondente sofreu alteração. Agora, como é que a outra partícula “sabe” o que está se passando na outra, ninguém nem imagina.

Mais do que uma discussão puramente teórica, entender o mecanismo de funcionamento do entrelaçamento quântico permitiria coisas até agora somente sonhadas pelo homem, como o teletransporte. Se de fato é possível fazer com que uma partícula altere seu estado a partir da alteração de sua correspondente a milhares de quilômetros sem que haja uma “viagem” entre elas, em tese seria possível transportar um ser humano instantaneamente para o outro lado do Universo.

Antes de sonhar com máquinas saídas de Star Trek, os cientistas terão de resolver um problema mais profundo: por que razão as partículas se comportam no mundo subatômico de uma maneira completamente diferente da que parece ocorrer na nossa dimensão?

Eis aí mais um mistério a se juntar aos tantos deste mundo.

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3 respostas para O entrelaçamento quântico, ou O estranho mundo das partículas subatômicas

  1. Mourão disse:

    Desculpe a ignorância. Qual a diferença entre o funcionamento de uma bússola levada daqui, do Brasil, e uma que já estivesse no Uzbequistão ou qualquer outro lugar do mundo. Não consegui entender o exemplo.
    Um abraço.

    • arthurmaximus disse:

      Seguinte, Comandante: a bússola é apenas uma analogia feita para explicar como partículas a milhares de quilômetros de distância uma da outra podem estar em sintonia, mesmo que não exista nada que as ligue. Para o senso comum, fazer qualquer coisa com uma partícula (ou, na analogia, uma bússola) em nada interferirá no comportamento de outra que nada tem a ver com a história. Mesmo assim, essa conexão existe e já foi demonstrada cientificamente a razão dela. O problema, contudo, é explicar o porquê disso. Ninguém faz a mais remota idéia. Espero que tenha explicado melhor agora. Um abraço.

  2. Paulo maximiano pereira disse:

    Paulomax 16/02/2019 – O que fica a desejar nesses documentários é que não explicam que esses fenômenos a distância só são possíveis quando as partículas ou conjuntos de matéria (ex: bússula) estejam entrelaçadas e que elas assinam um ‘protocolo” de entrelaçamento entre si para que o fenômeno ocorra . Esse “protocolo” só ocorre dentro de condições estritamente especiais. Essa informação entre a matéria entrelaçada viaja no mínimo a mais de 10.0000 vezes a velocidade da luz segundo pesquisadores chineses .Isso pode indicar que a informação entre as partes pode ser feita por uma partícula que nâo tenha massa ou seja que não carregue em sua formação o boson de Higgs, e assim possa viajar mais rápido que a velocidade da luz, ou a informação entre as partes entrelaçadas viagem por buracos de “minhoca”

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