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martedì 22 maggio 2018

Teste de Bell - O maior experimento de física quântica discorda de Einstein




O pai da física moderna, Albert Einstein, defendia a teoria do “realismo local” que diz que uma partícula deve ter um valor objetivo, pré-existente ou real, antes mesmo de poder ser medida.

Segundo a física quântica, se pegarmos duas partículas entrelaçadas e medirmos uma delas, a outra mudará imediatamente, sem importar a distância entre ambas.
A essa interação contínua entre fótons distantes entre si, Einstein deu o nome de “ação assustadora à distância” ou “ação fantasmagórica à distância”.
Essa interação é possível graças ao entrelaçamento ou emaranhamento quântico dessas partículas – se entrelaçadas, qualquer mudança experimentada por uma delas afetará imediatamente a outra. E’ um bizarro fenômeno do qual Einstein duvidava.

O Grande Teste de Bell contradiz a descrição de Einstein de um estado conhecido como “realismo local”.
Desde a década de 1970, pesquisadores testam a plausibilidade do realismo local usando experimentos chamados “Testes de Bell”, propostos pela primeira vez pelo físico irlandês John Bell.
Recentemente, o maior experimento quântico do tipo já realizado, confirmou, no entanto, a “ação assustadora à distância”, de Einstein.
Doze equipes de físicos em dez países, mais de 100.000 jogadores voluntários e mais de 97 milhões de unidades de dados, todas geradas aleatoriamente à mão, chegou a essa conclusão.

Os dados utilizados no estudo foram gerados através de um jogo online em 30 de novembro de 2016, que produziu milhões de bits, ou “dígitos binários” – a menor unidade de dados de um computador.
Os físicos usaram esses bits aleatórios para realizar um “Grande Teste de Bell” e mostrar que partículas entrelaçadas podiam de alguma forma transferir informações mais rapidamente do que a luz, e que essas partículas parecem “escolher” seus estados no momento em que são medidas. E isso implica que as partículas podem se comunicar instantaneamente umas com as outras: a chamada “ação assustadora à distância”.
As respostas sincronizadas contradizem a noção de uma existência genuinamente independente, uma visão que forma a base do princípio do realismo local sobre o qual as regras da mecânica clássica são baseadas.

“Mostramos que a visão de mundo de Einstein sobre o realismo local, em que as coisas têm propriedades, sejam elas observadas ou não, e nenhuma influência viaja mais rápido que a luz, não pode ser verdade – pelo menos uma dessas coisas deve ser falsa”, disse um dos autores do estudo, Morgan Mitchell, professor de ótica quântica do Instituto de Ciências Fotônicas da Universidade de Barcelona, na Espanha.
“Isso introduz a probabilidade de dois cenários intrigantes: ou a medição de uma partícula influencia instantaneamente a outra, ou as propriedades intrínsecas não existem e são criadas pela própria medição - o que significa dizer que o seu peso não existe até que você decida subir na balança. Ambas as possibilidades contradizem a hipótese do realismo local de Einstein, a ideia de que o Universo tenha propriedades intrínsecas que não dependem de nossas observações, e que um objeto pode ser influenciado apenas pelo que está em sua vizinhança imediata”, acrescentou Mitchell.

Os testes de Bell provam que partículas emaranhadas demonstram estados correlacionados que excedem o limiar. O mundo é, de fato, assustador, mesmo que Einstein não gostasse dessa ideia.

No entanto, os testes de Bell exigem que a escolha do que medir seja verdadeiramente aleatória. E isso é difícil de se alcançar, já que fatores invisíveis podem influenciar nas seleções dos pesquisadores. Mesmo a geração de dados aleatórios em computadores não é realmente aleatória.

Isso cria uma falha nos testes de Bell conhecida como “brecha da liberdade de escolha” – a possibilidade de que “variáveis ocultas” possam influenciar as configurações usadas nos experimentos. Se as medições não são verdadeiramente aleatórias, os testes de Bell não podem descartar definitivamente o realismo local.
Para o novo estudo, os pesquisadores queriam reunir uma enorme quantidade de dados produzidos por seres humanos, para ter certeza de que estavam incorporando uma aleatoriedade verdadeira em seus cálculos.
Esse foi o teste mais amplo de realidade local já realizado, permitindo que os pesquisadores finalmente chegassem a uma conclusão mais satisfatória.

O “Grande Teste de Bell”, envolveu jogadores em uma plataforma online tocando rápida e repetidamente dois botões em uma tela, que geravam os respectivos valores de um e zero. Suas escolhas aleatórias foram enviadas para laboratórios em cinco continentes, onde foram usadas para selecionar configurações de medição para comparar partículas entrelaçadas.
Cada um dos laboratórios realizou diferentes experimentos, usando diferentes partículas – átomos individuais, grupos de átomos, fótons e dispositivos supercondutores – e seus resultados mostraram “forte desacordo com o realismo local” em uma variedade de testes.

Livre arbítrio
Os experimentos também demonstraram uma semelhança intrigante entre humanos e partículas quânticas, no que diz respeito à aleatoriedade e ao livre arbítrio.

Se as medições a partir das escolhas humanas foram verdadeiramente aleatórias – não influenciadas pelas próprias partículas -, então os comportamentos tanto dos humanos quanto das partículas são aleatórios.

Fonte Revista Nature - LiveScience

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