Entrelaçamento Quântico - Paradoxo EPR

ao longo das últimas aulas exploramos os mistérios e as maravilhas da mecânica quântica e agora chegamos a um dos conceitos mais intrigantes e francamente quase Místico desse Campo que é o entrelaçamento quântico na virada do século XX a física estava em um estado de tumulto novas descobertas estavam abalando as nossas noções adicionais de realidade lembram da dualidade onda partícula e do princípio da incerteza então estes conceitos já eram desafiadores na época mas o entrelaçamento quântico levou tudo a um novo patamar basicamente o entrelaçamento quântico afirma que duas partículas uma vez entrelaçadas elas permanecem compartilhando informações

uma da outra independente da distância entre elas esse conceito foi inicialmente introduzido em um artigo em 1935 pelos físicos Albert Einstein polsky e Rosen e depois ficou conhecido como paradoxo epr para esses três cientistas a interpretação de copenhag elaborada por News b e Heisenberg não fazia sentido e como essa interpretação era ancorada nas equações de Sher odg e na interpretação da função de onda de Max borne Eles tentaram pensar numa situação onde comprovasse que a interpretação de copenhag não daria conta de resolver o problema até mesmo shud não acreditava que a interpretação de copenhag fazia

sentido e o motivo é muito simples porque eles queriam eles tinham uma ideia uma crença de que o mundo não podia ser probabilístico o mundo não podia ter essas variáveis que não podem ser determinadas de forma assertiva então esses três cientistas eles se reuniram se debruçaram em cima das equações de sherg da função de onda e tentaram imaginar situações onde a função de onda não conseguiria dar uma resposta razoável isso porque não bastava acreditar que o mundo deveria ser de algum do jeito que eles queriam eles tinham que provar o ponto de vista deles e

uma forma de provar era usando as próprias equações de shg em uma situação onde ela não daria conta de resolver Lembrando que o próprio shg acreditava que a equação estava incompleta e por isso a mecânica quântica ela probabil então esses três cientistas se reuniram e pensaram numa situação um tanto quanto curiosa se ao invés de olharmos para a descrição da função de onda de uma partícula nós olharmos para uma descrição de duas partículas aí nós teríamos um sistema composto e em Sistemas compostos a informação sobre uma partícula me é útil para saber algo sobre a

outra partícula E isso não é necessariamente algo muito novo a gente aprende isso no ensino médio quando estudamos A Conservação da energia e principalmente a conservação do momento para ilustrar essa situação vamos utilizar a conservação do momento nós já falamos dessa grandeza lá na nossa aula do efeito compton Mas vamos relembrar basicamente essa grandeza tem relação com empurrões e a terceira lei de nilão ação e reação se eu empurro algo pra frente esse algo me empurra para trás po vamos pegar como exemplo um canhão que ao empurrar uma bola pra frente este canhão é empurrado

para trás e o que chama a nossa atenção aqui é o seguinte eu não sei nada sobre o canhão eu não vi o canhão mas vi a bola a bola passar se eu pegar e tomar algumas informações alguns dados dessa bola eu consigo determinar o seu momento e o momento da bola é exatamente igual ao momento do Canhão só que o do Canhão tá no sentido contrário Então ao Med uma informação da Bola automaticamente eu sei uma informação do Canhão voltando para a quântica partículas entrelaçadas só podem ser descritas por uma função de onda única

mas a interpretação de Copenhagen afirma que as informações dessas partículas permanecem em um estado de superposição quântica até o momento da medida e é aí que está o paradoxo epr entender melhor o nosso problema Vamos considerar um elétron e esse elétron ele pode estar feliz ou triste essa questão de feliz ou triste é apenas para ilustrar uma possível informação que eu posso obter ao observar o meu elétron ao fazer uma medida do meu elétron poderia ser sua energia poderia ser sua posição poderia ser sua velocidade mas nesse caso a gente vai medir vai observar a

sua felicidade no entrelaçamento quântico duas partículas interagem em condições específicas e controladas e após essa interação as informações dessas partículas passam a ter uma correlação Isso significa que a informação de uma estará correlacionada com a da outra e no nosso exemplo dos dois elétrons eu posso pegar dois elétrons fazer esse entrelaçamento e depois do entrelaçamento observo o seguinte quando eu vejo um dos elétrons meço um dos elétrons a felicidade dele e eu vejo que ele está feliz o outro está triste poderia ser feliz e feliz poderia poderia ser triste e triste poderia mas nesse nosso

exemplo vamos dizer o seguinte sempre que eu medir um dos elétrons o outro vai ser exatamente o inverso E aí as coisas ficam interessante quando a gente pensa na interpretação de Copenhague por quê depois de ter feito esse entrelaçamento se eu separar essas partículas e parar de observá-las O que que a interpretação de Copenhague afirma que essas partículas vão entrar entrar no estado de superposição o as informações delas vão entrar no estado de superposição porque não tem ninguém observando e medindo e elas podem mudar o seu estado antes de seguirmos vamos relembrar qual era o

propósito dessa teoria que deu origem ao entrelaçamento quântico aen poldos e Rosen eles queriam provar que a interpretação de copenhag não fazia sentido para isso eles pegaram a equação de shud pegaram a função de onda e pensaram numa situação aonde essas equações não davam um resultado satisfatório isso seria o suficiente para provar que a interpretação de Copenhagen estava equivocada já que ela depende diretamente de equação de shud e da função de onda e agora que vocês vão entender porque isso é um paradoxo porque quando eu tenho as minhas partículas entrelaçadas eu posso separar elas a

uma distância absurda por exemplo um uma tá aqui no nosso planeta terra e a outra tá perto de uma outra estrela em outra galáxia o que acontece é ao fazer a medida da minha partícula aqui na terra e eu verifico que ela está feliz eu automaticamente sei que a outra que está em outra galáxia está triste e E aí aparece um problema muito importante porque isso fere a nossa ideia de localidade que a medida é uma coisa localizada para eu obter uma informação sobre o tamanho de uma mesa que tá em outro planeta a menos

que eu vá lá medir ou que eu tenha algo lá para medir e me enviar essa informação eu nunca saberia o tamanho dessa mesa a medida é algo localizado você tem que ir lá e medir porém a gente consegue obter a informação de uma partícula que tá em outra galáxia medindo algo aqui no nosso planeta isso é um pouco estranho isso é um paradoxo como você vai medir alo algo lá longe Sem irar ou ter alguma coisa lá para fazer essa medida e te mandar a informação por conta dessa questão de descobrir algo de uma

partícula distante ao fazer uma medida com uma partícula aqui próximo Albert Einstein chamou isso de ação fantasmagórica à distância e ele não acreditava que isso era possível mas equação de shud a função de onda dava esse resultado quando se tinha um sistema composto quando se tinha duas partículas entrre passis fazer essa experiência e provar que isso não era possível seria um indicativo de que a equação de sherg estava em completa e só por conta disso tínhamos essa característica probabilística da mecânica quântica só por conta disso que o a interpretação de Copenhagen fazia sentido mas era

preciso provar que realmente não existia o entrelaçamento quântico obviamente em 1935 ainda não se tinham ideia de como poderiam montar um experimento para testar a veracidade do entrelaçamento quântico cerca de 25 anos depois já na década de 60 surgiu o físico John Bell e ele pensa numa maneira Essa maneira é conhecida como desigualdade de Bell e ao realizar o experimento com base na desigualdade de Bell as predições da mecânica quântica os cálculos e a equação de shod se comprovou 100% efetiva e que de fato o que Einstein chamava de ação fantasmagórica à distância de fato

acontecia Einstein morreu em 15 de abril de 1955 então ele não chegou a ver qual foi o desfecho daquilo que Ele propôs como sendo um problema na mecânica quântica e que de fato se tornou um paradoxo que por mais que não faça sentido eu obter informação do de um outro ponto do universo a partir do momento que eu meço uma partícula aqui ainda assim a mecânica quântica fornece contas com precisão falando que isso é possível além de ser um fenômeno fascinante o entrelaçamento quântico tem possíveis aplicações práticas como computação quântica e criptografia quântica em um

mundo cada vez mais dependente da tecnologia Esse fenômeno pode estar presente em aplicações que podem revolucionar as nossas vidas o entrelaçamento quântico com todas as suas implicações desafia a nossa compreensão da realidade mas também revela a beleza que é esse universo onde vivemos a mecânica quântica com toda a sua estranheza é testemunha da capacidade humana de descobrir e entender os mistérios mais profundos da natureza da física