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Partículas "conversam" a 10.000 vezes a velocidade da luz

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Partículas "conversam" a 10.000 vezes a velocidade da luz

Mensagem por Newtein em 8th Setembro 2008, 20:03

Partículas 'conversam' a 10.000 vezes a velocidade da luz
Velocidade extraordinária medida em experimento é uma violação 'do espírito, mas não da letra' da Relatividade
Carlos Orsi, do estadao.com.br


SÃO PAULO - Emitindo pares de fótons - partículas de luz - ao longo de uma fibra óptica estendida entre as cidades suíças de Satingny e Jussy, cientistas do Grupo de Física Aplicada da Universidade de Genebra determinaram que um fóton, chegando a um extremo da linha, é capaz de reagir instantaneamente a uma manipulação realizada no parceiro que foi para o lado oposto, a 18 km de distância. Os pesquisadores calcularam que, se essa reação for resultado de uma comunicação entre as partículas, o sinal teria de viajar a, no mínimo, 10.000 vezes a velocidade da luz.



“Trata-se de uma violação do espírito, se não da letra”, da Teoria da Relatividade de Einstein, que diz que nada pode viajar mais depressa que a luz, diz o físico Terence Rudolph, do Imperial College London, em comentário ao experimento suíço. Tanto a descrição da experiência quanto o comentário de Rudolph estão publicados na edição desta semana da revista Nature.



O efeito utilizado pela equipe suíça é conhecido pelos cientistas como “emaranhamento quântico”, e ocorre quando duas partículas são preparadas de tal forma que qualquer alteração numa delas afeta a outra instantaneamente, não importa a distância que as separa. A velocidade de 10.000 vezes a da luz, determinada pelos físicos de Genebra, é o limite mínimo para que o sinal seja “instantâneo”.



Nos anos 30, Albert Einstein havia usado a possibilidade - então, apenas teórica - do emaranhamento para atacar a teoria quântica, referindo-se ao efeito como uma “ação fantasmagórica à distância”. Para o descobridor da relatividade, qualquer teoria que abrisse essa brecha teria de ser, necessariamente, incompleta. Einstein não aceitava a interpretação dominante para a mecânica quântica, que afirma que alguns aspectos da natureza não podem ser conhecidos com precisão total, mas apenas como probabilidades.



No entanto, avanços feitos ao longo do século 20 mostraram que o emaranhamento é real. Ele já foi confirmado em vários experimentos realizados nos últimos anos, e está na base da tecnologia da computação quântica.



“Sabemos que as partículas que representam os bits quânticos, ou q-bits, precisam adquirir, durante o processamento da informação, certo grau de emaranhamento para que a computação quântica seja mais eficiente que computação clássica”, explica o físico brasileiro Marcio Cornelio, atualmente na Unicamp. Cientistas acreditam que computadores quânticos serão capazes de realizar cálculos muito mais rapidamente que computadores normais, ou clássicos, além de resolver problemas que estão fora do alcance das máquinas atuais.



O experimento suíço traz mais um argumento ao debate entre as diferentes interpretações da mecânica quântica. Uma das hipóteses levantadas em oposição à idéia de que certos fenômenos só podem ser descritos como probabilidades é a das “variáveis ocultas” - todo fenômeno teria uma descrição precisa, mas que estaria, de certa forma, escondida. Se as variáveis ocultas existissem, no entanto, o emaranhamento quântico só seria possível se as partículas se comunicassem entre si, ajustando suas variáveis.



“Concluímos que o limite mínimo que estabelecemos para a velocidade da hipotética ação fantasmagórica à distância é tão alto que a existência desta ação não é plausível”, diz Nicolas Gisin, um dos autores do artigo na Nature. Cornelio concorda: “Se tal ação à distância existisse, ela teria que ser muitas vezes mais rápida que a luz, o que violaria a teoria da relatividade. Essa é mais uma evidência de que tais variáveis não devem existir”.



O emaranhamento não viola a “letra” da relatividade porque, por si só, o fenômeno não permite a transmissão de sinais de comunicação mais depressa que a luz - não seria possível, por exemplo, usar partículas emaranhadas para criar um telefone celular instantâneo. “O emaranhamento não pode ser usado para comunicar unidades de informação escolhidas por uma pessoa, exatamente porque os eventos correlacionados por ele são aleatórios, fora do controle humano. Se os eventos fossem determinísticos, seria possível usar o fenômeno para comunicação clássica mais rápida que a luz”, o que violaria a relatividade, diz Gisin.



Mas se as partículas não trocam sinais entre si, como o emaranhamento quântico é possível? Como uma partícula “sabe” que sua parceira, a quilômetros de distância, foi manipulada?



“Eu diria que as partículas simplesmente estão correlacionadas”, diz Cornelio. “Como não é possível transmitir informação usando apenas partículas emaranhadas, não há necessidade de uma 'saber' o estado da outra e vice versa. Existe apenas uma correlação estranha, que não pode ser descrita pela física clássica”.

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Re: Partículas "conversam" a 10.000 vezes a velocidade da luz

Mensagem por Carlos Costa em 8th Setembro 2008, 21:35

Tópico movido para a secção Física de Partículas.

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