O emaranhamento quântico agora foi observado diretamente na escala macroscópica: ScienceAlert

O emaranhamento quântico é a união de duas partículas ou objetos, mesmo que estejam distantes – as propriedades de cada um estão relacionadas de uma maneira que não é possível sob as regras da física clássica.

É um fenômeno estranho descrito por Einstein como “trabalho remoto assustador‘, mas é sua excentricidade que o torna tão fascinante para os cientistas Estudo 2021Quântico emaranhado Eles são observados e registrados diretamente na escala macroscópica – uma escala muito maior do que as partículas subatômicas normalmente associadas ao emaranhamento.

As dimensões envolvidas ainda são bem pequenas do nosso ponto de vista – os experimentos envolveram dois barris de alumínio tão pequenos quanto um quinto da largura de um fio de cabelo humano – mas no mundo da física quântica, eles são bem massivos.

“Se você analisar os dados de posição e momento dos dois tambores de forma independente, cada um deles parecerá quente”, O físico Jean Théophile disse:do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) nos EUA, no ano passado.

“Mas olhando para eles juntos, podemos ver que o que parece ser o movimento aleatório de um tambor está intimamente relacionado ao outro, de uma forma que só pode ser alcançada por Emaranhamento quântico. “

Embora não haja como dizer que o emaranhamento quântico não pode ocorrer com objetos macroscópicos, antes pensava-se que os efeitos não eram perceptíveis em escalas maiores – ou talvez que a escala macroscópica fosse governada por outro conjunto de regras.

Pesquisas recentes indicam que este não é o caso. De fato, as mesmas regras quantitativas também se aplicam aqui, e elas também podem ser vistas. Os pesquisadores vibraram as membranas do pequeno cilindro usando fótons de micro-ondas e os mantiveram em sincronia em termos de posição e velocidade.

Para evitar interferência externa, um problema comum em casos quânticos, os tambores foram resfriados, intertravados e medidos em fases separadas enquanto estavam dentro de um contêiner refrigerado. Os estados dos barris são então codificados em um campo de microondas reflexo que opera de maneira semelhante ao radar.

Estudos anteriores também relataram emaranhamento quântico macroscópico, mas o artigo de 2021 vai além: todas as medições necessárias foram registradas em vez de inferidas, e o emaranhamento foi gerado de maneira determinística e não aleatória.

dentro Uma série de experiências conectadas, mas separadaspesquisadores que também trabalham com tambores macroscópicos (ou osciladores) no caso de emaranhamento quântico mostraram como a posição e o momento de dois tambores podem ser medidos simultaneamente.

“Em nosso trabalho, peles de tambor mostram movimento quântico coletivo”, A física Laure Mercier de Lipinay disse:da Universidade de Aalto na Finlândia. “Os barris vibram em fase oposta um ao outro, de modo que quando um está na posição final do ciclo de vibração, o outro está na posição oposta ao mesmo tempo.”

“Neste caso, a incerteza quântica do movimento dos tambores é cancelada se os dois tambores forem tratados como uma única entidade mecânica quântica”.

O que torna esta grande notícia é que ele está andando por aí Princípio da Incerteza de Heisenberg A ideia de que a posição e o momento não podem ser perfeitamente medidos ao mesmo tempo. O princípio afirma que o registro de qualquer medição irá interferir na outra através de um processo chamado Ação de retorno quântico.

Além de apoiar o outro estudo na demonstração do emaranhamento quântico macroscópico, esta pesquisa em particular usa esse emaranhamento para evitar a ação de fundo quântica – essencialmente investigando a linha entre a física clássica (onde o princípio da incerteza se aplica) e a física quântica (onde agora não parece ser).

Uma possível aplicação futura dos dois conjuntos de resultados é em redes quânticas – a capacidade de manipular e emaranhar objetos em escala microscópica para que possam alimentar redes de comunicação de próxima geração.

Os físicos Hoi-Kwan Lau e Aashish Clerk, que não estiveram envolvidos nos estudos, escreveram em Comentando a pesquisa publicada na época.

não primeiro e a em segundo lugar O estudo foi publicado em Ciências.

Uma versão deste artigo foi publicada pela primeira vez em maio de 2021.