dolsky e Rosen
Muitas propriedades da mecânica quântica são parecidas como o dilema onda-partícula engendrado pelos fótons - até que uma medição seja feita a proprie- dade existe em uma superposição de várias possibilidades diferentes. Uma dessas propriedades é a rotaçao em torno de um eixo. Um fóton pode girar para a esquerda ou para a direita, em torno de um eixo, uma vez que aquele eixo seja selecionado e o fóton observado, mas terá um spin para a esquerda 50% das vezes e, para a direita, outros 50% das veze, e fará isso de modo aleatório. Mas, na mecânica quântica não faz sentido dizer que uma partícula "gira"em torno de um eixo. Esta é apenas uma imagem para se estabelecer uma analogia com algo mais familiar. Essa propriedade é chamado spin da partícula, termo inglês usado internacionalmente. (STEIN, 2008) O que é o spin de uma partícula? O spin é uma propriedade intrínsica da mesma, assim como sua massa e sua carga elétrica. Dizemos que o spin é um número quântico das partículas. O número quântico s é um número inteiro e é denominado de número quântico de spin. É uma constante fundamental da teoria quântica.
Quando um átomo de cálcio emite energia e, mais tarde volta ao seu estado inicial, emite dois fótons. Diz-se que os fótons estão emaranhados - o resultado da medição do spin de um fóton automaticamente determina o resultado do spin do outro fóton, muito embora, inicialmente, nenhum fóton possua um spin definido, mas apenas uma onda de probabilidade que deixa espaço igual para spins à esquerda ou à direita. Ao menos, esse é um ponto de vista amplamente aceito pelos físicos.
Einstein ficava extremamente inquieto diante dessa perspectiva, e então, junto
com os físicos Boris Podolsky e Nathan Rosen desenvolveu um experimento hi- potético, conhecido como o experimento EPR (vem das iniciais de Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen), que desafiava aquela ideia. Einstein, Podolsky e Rosen faziam objeção à ideia de que, antes das medições, nenhum spin é conhecido. Esta versão do experimento ERP foi trabalhada pelo estadunidense David Bohm (1917-1992), que foi professor da University of Princeton, mas posteriormente, veio para o Brasil trabalhar na USP (Universidade do Estado de São Paulo) entre 1951 e
4.12. Emaranhamento e o experimento EPR de Einstein, Podolsky e Rosen 81
1955. David Bohm converteu o experimento mental inicial em algo próximo a um experimento viável.
Figura 63 – David Bohm - Converteu o experimento ERP mental inicial em algo próximo a um experimento viável.
Fonte:<https://en.wikipedia.org/wiki/David_Bohm>,
A reinterpretação da teoria quântica proposta por David Bohm - O interesse de
David Bohm pelos fundamentos da teoria quântica não esgotou-se na redação do
seu livro Quantum Theory. Concluído o texto ele enviou-o a W. Pauli, N. Bohr e A. Einstein. Pauli manifestou-se elogiando o conteúdo, mas Bohr não respondeu. Eins-
tein, que trabalhava em Princeton, convidou-o para discussões quando expôs sua
própria apreciação a respeito desta teoria. Estas discussões contribuíram para motivar
Bohm a buscar uma nova abordagem para estes problemas. O trabalho publicado
em 1952 consiste na construção de um modelo físico capaz de reproduzir todos os resultados que podem ser obtidos com a teoria quântica, na sua interpretação usual, mas apoiado em um "quadro conceituai mais amplo"que, com o auxílio de parâmetros adicionais (ocultos), "permite uma descrição contínua, detalhada e causal de todos os processos", mesmo no nível quântico. O leitor pode ler sobre David Bohm em<http: //www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40141994000100012>.
Albert Einstein foi um físico teórico alemão. Entre seus principais trabalhos
desenvolveu a teoria da relatividade geral, ao lado da mecânica quântica um dos dois pilares da Física moderna.
Boris Podolsky (1896-1966) foi um físico russo que imigrou para os Estados Unidos.
Trabalhou com Albert Einstein e Nathan Rosen e concebeu o Paradoxo EPR, que é de máxima importância para a Física quântica.
Figura 64 – Albert Einstein em 1947 - Juntamente com Podolsky e Rose imaginaram o experimento ERP.
Fonte: <https://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein>
Figura 65 – Boris Podolsky - Juntamente com Einstein e Rose imaginaram o experi- mento ERP.
Fonte:<https://en.wikipedia.org/wiki/Boris_Podolsky>
É conhecido por seus estudos sobre a estrutura da molécula de hidrogênio e seu trabalho com Albert Einstein e Boris Podolsky resultando no paradoxo EPR (Einstein-Podolsky-Rosen).
4.12. Emaranhamento e o experimento EPR de Einstein, Podolsky e Rosen 83
Figura 66 – Nathan Rose - A estrutura da molécula de hidrogênio, e juntamente com Einstein e Podolsky imaginou o experimento ERP.
Fonte:<https://en.wikipedia.org/wiki/Nathan_Rose>
Suas contribuições para a Física, principalmente na área da mecânica quântica, foram significativas. Seu primeiro livro, Teoria Quântica, publicado em 1951, foi considerado por Einstein a exposição mais clara que ele já havia visto sobre o assunto. Insatisfeito com a abordagem ortodoxa da Física Quântica descrita por ele neste mesmo livro, desenvolveu sua própria interpretação, uma teoria determinística da variável oculta não-local cujas predições concordam perfeitamente com as teorias quânticas não-determinísticas. Seu trabalho foi um dos motivadores da desigualdade
de Bell, cujas consequências ainda estão sendo investigadas.
O EPR surgiu em meio a um contexto histórico onde buscava-se, em vista das predi- ções da mecânica quântica, a compreensão da realidade adjacente a uma partícula des- crita por um estado emaranhado. O EPR é um paradoxo no seguinte sentido:
tomando-se a mecânica quântica e a ela adicionando-se uma condição aparentemente razoável - tal como "localidade", "realismo"ou "inteireza- presentes em outras teorias como a clássica ou relativística, obtém-se uma contradição. Porém, a mecânica quântica por si só não apresenta nenhuma inconsis-
tência interna, tão pouco deixa indícios de como estas poderiam sugerir; também não contradiz a teoria relativística de Einstein ou mesmo a mecânica clássica de New-
ton; e mais, implica esta última no limite macroscópico - quando tem-se agregados
de numerosas partículas. Ver em<https://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_EPR>. O entrelaçamento quântico (ou emaranhamento quântico, como é mais co- nhecido na comunidade científica) é um fenômeno da mecânica quântica que
permite que dois ou mais objetos estejam de alguma forma tão ligados que um objeto não possa ser corretamente descrito sem que a sua contra-parte seja mencionada - mesmo que os objetos possam estar espacialmente se- parados por milhões de anos-luz. Isso leva a correlações muito fortes entre as
um conjunto de estados entrelaçados em conjugação com um canal de informação clássico - aquilo a que se chama o teletransporte quântico. Isto dá a entender que tudo está conectado por "forças"que não vemos e que permanecem no tempo, ou estão fora do sistema que denominamos, entendemos ou concebemos como sistema temporal.
O entrelaçamento quântico é a base para tecnologias emergentes, tais como compu-
tação quântica, criptografia quântica e tem sido usado para experiências como
o teletransporte quântico. Ao mesmo tempo, isto produz alguns dos aspectos teóricos e filosóficos mais perturbadores da teoria, já que as correlações previstas pela mecânica quântica são inconsistentes com o princípio intuitivo do realismo local, que diz que cada partícula deve ter um estado bem definido, sem que seja necessário fazer referência a outros sistemas distantes. Os diferentes enfoques sobre o que está a acontecer no processo do entrelaçamento quântico dão origem a diferentes interpretações da mecânica quântica.
Figura 67 – O experimento que comprovou com imagens, o efeito quântico conhecido como emaranhamento/entrelaçamento quântico. Múltiplas partículas estão ligadas entre si de uma forma tal que a medição do estado quântico de uma partícula determina os possíveis estados quânticos das outras partículas.