O ENTRELAÇAMENTO QUÂNTICO PERMITE TELETRANSPORTE?

A anos os humanos vêm tentando explicar a natureza e seus fenômenos. Desenvolvendo assim, um conjunto de leis que é chamado de Mecânica Clássica. Esta que possibilita prever o comportamento das coisas com precisão. E tudo parecia fazer sentido, até uns 100 anos atrás, quando cientistas estavam se esforçando para compreender alguns comportamentos estranhos da luz. Por exemplo, o tipo de luz emitido pelos gases quando são aquecidos em um tubo de vidro. Quando os cientistas observaram essa luz através de um prisma, viram feixes de luz distintas, linhas individuais e não o espectro contínuo de luz visível.

Uma explicação para os misteriosos feixes de luz, veio de um grupo de cientistas radicais, que no começo do século XX, estavam estudando a natureza fundamental do mundo físico. Algumas das ideias mais surpreendentes vieram de Niels Bohr. Ele afirmou que, quando o átomo é aquecido, os elétrons ficam agitados e pulam de uma orbita fixa para outra. E quando o deslocamento é de uma órbita de maior energia para uma de menor energia, o elétron emite energia na forma de luz com comprimentos de ondas muito específicos. E por isso, os átomos emitem cores muito especificas. É daí que veio a expressão “salto quântico”. Se não fosse por ele, cada vez que um elétron se agitasse e sossegasse, ele emitiria apenas um borrão de cores.

Toda matéria no universo é composta por átomos e partículas subatômicas que são regidas pela probabilidade e não pela certeza. A natureza é regida por uma teoria inerentemente probabilística e isso vai contra a nossa intuição porque, de fato, é difícil de se aceitar. Albert Einstein teve dificuldade em aceitar a mecânica quântica. Ele não acreditava que a natureza fundamental da realidade era determinada pelo acaso no nível mais profundo. Ele dizia, “Deus não joga dados”. Mas muitos outros físicos, como Bohr, ficaram à vontade com a probabilidade, pois as equações da mecânica quântica deram a eles o poder de prever o comportamento de grupos de átomos e pequenas partículas com uma precisão espantosa. Estes que possibilitaram a criação de lasers, transístores, circuitos integrados e todo o campo da eletrônica. Mas apesar de tudo, a mecânica quântica, continua sendo misteriosa. E ainda não somos capazes responder questões básicas levantas por Einstein nos anos 20 e 30. Questões envolvendo probabilidade e medição, o ato de observar. Para Bohr, a medição muda tudo. Ele acreditava que antes que uma partícula fosse medida e observada, suas características eram incertas. Um elétron na experiência da fenda dupla por exemplo, antes que sua localização seja determinada, ele pode estar em qualquer lugar, até o momento que o observamos. Só então que a incerteza sobre a localização desaparece. De acordo com a perspectiva de Bohr sobre a mecânica quântica, quando medimos uma partícula, ela é “forçada” a mostrar todos os lugares onde ela pode ter estado e selecionar uma localização especifica onde é encontrada. A medição força a partícula a fazer essa escolha. Era isso que perturbava Einstein, nós realmente acreditamos que, a realidade do universo, depende do fato de abrirmos ou não os olhos.

E, em 1935, Einstein achou que finalmente havia encontrado o “calcanhar de Aquiles” da mecânica quântica. Era tão estranho e ia contra todas as ideias logicas sobre o universo, que ele achava que isso seria a chave para provar que a teoria estava incompleta. O entrelaçamento quântico.

O entrelaçamento é uma previsão teórica que veio das equações da mecânica quântica. Duas partículas podem se entrelaçar se estiverem muito próximas e suas propriedades se ligam. Mesmo se estas forem separadas, cada uma em direções opostas, em teoria elas continuam entrelaçadas, conectadas de forma inexplicável. Considere uma propriedade dos elétrons chamada Spin. Diferentemente de um pião, um elétron gira de uma forma completamente incerta, até que ele seja medido, assim como outras propriedades quânticas. Na medição, nota-se que pode estar girando no sentido horário ou anti-horário. Assim como uma roda que é alternadamente vermelha e azul. Quando ela parar de rodar, o ponteiro vai parar aleatoriamente no vermelho ou no azul. Agora imagine uma segunda roda. Se elas se comportassem como duas partículas entrelaçadas, cada vez que uma parasse no vermelho, a outra, com certeza, pararia no azul e vice-versa.  Prevendo que uma delas estivessem muito distantes, sem cabos ou transmissores, mesmo assim, uma delas sempre cairia no vermelho e a outra no azul. Em outras palavras, se medir uma partícula aqui, estaria afetando, não apenas ela, mas também a parceira entrelaçada, por mais distante que ela esteja.

Para Einstein, este tipo de conexão de “longo alcance” entre as partículas, era tão ridículo que ele a chamava de “ação fantasmagórica à distância”. Ele concordava que as partículas entrelaçadas existem, mas achava que havia uma explicação mais simples de porque elas eram ligadas que não envolvessem misteriosas conexões à distância. E insistiu que as partículas entrelaçadas eram mais como um par de luvas.

Imagine que alguém separe um par de luvas, colocando cada uma em uma em um estojo e depois os separa a uma longa distância. Quando alguém abrir um deles vai achar uma luva, supondo a direita, e vai saber então que a esquerda está em um lugar qualquer, mesmo que ninguém o veja. O fato de olhar para a luva não as afetaram. E assim Einstein pensava, a configuração dos elétrons devem ter sido determinadas no instante em que eles foram separados... Porém, quem estava certo, era Niels Bohr.   

Medir uma partícula pode mesmo afetar seu par distante como se a distância entre eles não existisse.

Então, se o entrelaçamento é real, é possível utilizar a “ação fantasmagórica à distância” para algo útil?

Os humanos sempre tiveram o sonho de transportar pessoas e objetos de um lugar para o outro sem percorrer o espaço entre eles. Em outras palavras, teletransporte.

Como o entrelaçamento pode torna-lo possível?

Alguns testes já estão sendo realizados nas ilhas Canárias, na costa da África. Anton Zeilinger Está longe de teletrasportar qualquer ser humano. Mas ele está tentando usar o entrelaçamento para tentar teletrasportar pequenas partículas, neste caso, Fótons. Ele começa gerando um par de partículas entrelaçadas no laboratório da ilha de La Palma. Um fóton fica na ilha, enquanto o outro, é enviado por telescópios guiados a laser para a ilha de Tenerife. A 144km de distância. Depois, Zeilinger, traz um terceiro fóton, o qual ele quer teletrasportar. Ele faz com que ele interaja com o fóton entrelaçado que está em La Palma. A equipe estuda a interação quântica das duas partículas e, aqui está a parte interessante, por causa da ação à distância, a equipe é capaz de usar a comparação para usar o fóton entrelaçado na ilha de Tenerife em uma cópia IDENTICA ao terceiro fóton.

Vai ser como se o terceiro fóton tivesse sido teletransportado pelo mar, mas sem percorrer o espaço entre as ilhas. Usando esta técnica em outros lugares, Zeilinger conseguiu transportar milhares de partículas. Mas será que podemos ir além?

Já que somos feitos de partículas, este processo poderia tornar possível o teletrasporte humano? Em teoria, o entrelaçamento pode fazer com que isso seja possível algum dia.

Digamos que eu queira ir para Paris para um almoço rápido. Eu precisaria de uma câmara de partículas aqui que estivesse entrelaçada com outra em Paris. A cabine desta câmara funcionaria como um scanner ou aparelho de fax. Enquanto o dispositivo varre o enorme número de partículas do meu corpo, ele estaria varrendo também as partículas na outra câmara e criaria uma lista que compara o estado dos dois conjuntos de partículas. O entrelaçamento entra em ação e, por causa da “ação fantasmagórica à distância”, esta lista também revelaria como o estado original das minhas partículas estaria relacionado com as partículas em Paris. A operadora do dispositivo teria que mandar esta lista para Paris e lá, eles usariam esta informação para reconstruir o estado quântico de cada uma das minhas partículas. E a nova eu, seria materializada. As partículas não viajaram de Belo Horizonte para Paris, o entrelaçamento permite que meu estado quântico seja extraído em BH e reconstituído em Paris. Ou seja, uma réplica exata de mim mesma. E a medição dos estados quânticos de todas as partículas em BH destruiu o “eu” original. O protocolo para o teletransporte quântico exige que o objeto que está sendo teletransportado, seja destruído no processo. E por isso pode ser que a sua aparência não seja exatamente a mesma do original. Mas será que a cópia que chega a Paris seria realmente eu?

Não deveria existir nenhuma diferença entre o original e a cópia. De acordo com a Mecânica Quântica, não são as partículas físicas que fazem com que eu seja eu. São as informações contidas nas partículas e essas informações foram teletransportadas pelas trilhões e trilhões de partículas que compõem o meu corpo.