O paradigma quântico sempre existiu e esteve em evidência. Vemos filmes como o recente blockbuster “Vingadores: Ultimato” fazendo menção honrosa à quântica, mas esse assunto ainda é um pouco desconhecido, principalmente aqui no Brasil.
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No esquisito mundo da física quântica, duas partículas ligadas podem compartilhar um mesmo destino, até se estiverem a quilômetros de distância. Agora, dois físicos descreveram matematicamente como este assustador efeito, chamado de enredamento, também pode ligar partículas por meio do tempo.
Se suas propostas puderem ser testadas, podem ajudar a processar as informações em computadores quânticos e testarem a compreensão básica dos físicos sobre o universo. “Você pode mandar seu estado quântico para o futuro sem ter que passar pelo meio do tempo”, disse o físico quântico S. Jay Olson, da Universidade de Queensland, na Austrália, autor principal do novo estudo.
Em um enredamento comum, duas partículas (geralmente elétrons ou fótons) são tão intimamente conectadas que dividem um estado quântico – giro, impulso e uma série de outras variáveis – entre eles. Uma partícula sempre “sabe” o que a outra está fazendo. Faça uma modificação em um dos membros de um par enredado que outras coisas mudarão imediatamente.
Usando enredamentos para construir computadores ultra velozes
Físicos descobriram como usar esses enredamentos para descriptografar mensagens em códigos indecifráveis e construir computadores ultra velozes. Enredamento também pode ajudar a transmitir enciclopédias, ricas em muita informação, de um lugar para o outro usando apenas alguns átomos; este protocolo é chamado de teletransporte quântico.
Em um novo trabalho publicado em um site de físicos chamado arXiv.Org, Olson e seu colega da Queensland, Timothy Ralph, realizaram os exercícios matemáticos para mostrarem como esses truques podem mandar mensagens quânticas não só de um lugar para o outro, mas como também do passado para o futuro.
As equações envolviam um simples desafio a uma explicação matemática, mas são muito intuitivas: se é impossível descrever uma partida sem envolver a outra, essa lógica também se estende ao tempo e espaço.
“Se você usar nosso enredamento temporal, você vai descobrir que uma mensagem quântica se move no tempo, enquanto passa direto por outros pontos intermediários”, disse Olson. “Realmente não existe nenhuma diferença matemática. Qualquer coisa que você possa fazer com um enredamento regular, você também deve conseguir com um enredamento temporal”, prosseguiu.
Star Trek como exemplo
Olson explicou com uma analogia da série Star Trek. Em um episódio, o especialista em teletransporte, Scotty, fica preso em um planeta distante com um limitado tanque de oxigênio. Para sobreviver, Scotty se congelou na máquina de teletransporte, esperando um resgate. Quando a Enterprise chegou, décadas depois, o mesmo saiu da máquina sem sequer ter envelhecido um único dia.
“Não é uma viagem no tempo comum, que você pensaria ‘Estou no futuro’. Não, mas você pode conseguir pular alguns capítulos do tempo”, continuou o cientista. De acordo com Ivette Fuentes, física quântica da Universidade de Nottingham, que viu as apresentações de Olson e Ralph em uma conferência, esse é “um dos resultados mais interessantes” a serem publicados.
“Isso estimulou nossas imaginações”, disse Fuentes. “Nós sabemos que o enredamento quântico é uma fonte e que podemos fazer várias coisas interessantes com ele, como teletransporte e criptografia quântica. Nós podemos explorar este novo caminho para fazermos coisas interessantes”, continuou.
Uma coisa muito interessante que pode envolver informações sobre buracos negros, disse a física Jorma Louko, também da Universidade de Nottingham.
“Eles falam que você também pode usar o vácuo, que é aquele estado sem partículas, para armazenar muitas informações em apenas um átomo, para então recuperá-las depois, em outros átomos”, falou Louko.
“Os detalhes ainda não foram muito bem trabalhados, mas posso prever que as ideias destes autores podem ser adaptadas ao contexto do buraco negro”, prosseguiu.
Enredamento quântico no tempo pode ser utilizado também para investigar alguns fundamentos de partículas que ainda não foram testadas pela física. Em meados de 1970, o físico Bill Unruh previu que, se uma espaçonave acelera no vácuo, no espaço, partículas deveriam aparecer direto do vazio.
Essas partículas carregariam energia, funcionando basicamente como um “banho quente”. Se tivessem um termômetro para fora, com certeza seria um recorde mundial para temperaturas.
Efeito Unruh
Chamado de Efeito Unruh, essa é uma sólida previsão da teoria quântica. Nunca foi observado, porém, uma espaçonave teria que acelerar a uma velocidade surreal para gerar um efeito grande o suficiente para ser testado.
Como o enredamento temporal também envolve partículas surgindo do vácuo, pode ser utilizado para uma mais profunda pesquisa, se baseando mais no tempo do que no espaço.
Encontrar o Efeito Unruh significaria dar uma boa ajuda a teoria quântica. Porém, pode ser ainda mais excitante não encontrar nada, disse Olson. “Seria um resultado mais chocante”, prosseguiu ele. “Se você não conseguisse encontrar, então, teria algo muito errado com a nossa compreensão”, concluiu.
