Quantum Entanglement: Love on a Subatomic Scale
 
A tecnologia usada para estudar o 'amor' entre partículas entrelaçadas está também a ser usado na pesquisa para melhorar as comunicações para o espaço-profundo.

Quando se fala de amor e romance, as pessoas trazem muitas vezes ao de cima ligações místicas e nunca vistas.

Tais ligações existem no mundo subatómico igualmente, graças a um fenómeno bizarro e contra intuitivo denominado de entrelaçamento quântico.

A ideia básica do entrelaçamento quântico é a de que duas partículas podem estar intimamente ligadas uma à outra ainda que separadas por milhares de milhões de anos-luz de espaço: uma mudança induzida a uma, irá afectar a outra. 

Em 1964, o físico John Bell postulou que tais mudanças podem ocorrer instantaneamente, ainda que as partículas estejam muito afastadas. O teorema de Bell é visto como uma ideia importante para a física moderna, mas parece fazer pouco sentido. Afinal, Albert Einstein provou anos antes que a informação não pode viajar mais rápido que a velocidade da luz.

De facto, Einstein descreveu com excelência o fenómeno de entrelaçamento como uma 'acção assustadora à distância.'

quantum-entanglement-cartoon.pngEste desenho ajuda a explicar a ideia de partículas entrelaçadas. Alice e Bob representam detectores de fotões.

No último meio século, muitos pesquisadores fizeram experiências em que testaram o teorema de Bell, mas acabaram por se tornar incompletos devido ao design difícil e construção de equipamento com a sensibilidade necessária e desempenho correcto, referem oficiais da NASA.

No entanto, ao longo do último ano, três diferentes grupos de pesquisa foram capazes de desempenhar testes substantivos do Teorema de Bell, e todos eles encontraram suporte para as ideias básicas.

Um desses estudos foi liderado por Krister Shalm, uma física no National Institute of Standards and Technologies (NIST) no Colorado, EUA.

Shalm e os seus colegas usaram faixas de metal especiais arrefecidas a temperaturas criogénicas, que as tornam supercondutoras - sem resistência eléctrica. Um fotão atinge o metal e transforma-se de volta num condutor eléctrico normal por uma fracção de segundo, e os cientistas conseguem vê-lo acontecer.

Esta técnica permitiu os pesquisadores ver como, se de aconteceu, as suas medidas de um fotão afectaram outro fotão num par entrelaçado.

Os resultados, que foram publicados no jornal Physical Review Letters, apoiam fortemente o Teorema de Bell.

'O nosso artigo e outros dois publicados no último ano mostram que Bell estava certo: qualquer modelo do mundo que contém variáveis escondidas deve também permitir que partículas entrelaçadas se influenciem uma à outra à distância,' disse o co-autor Francesco Marsili, da Jet Propulsion Lab (JPL) na Califórnia.

Há aplicações práticas para este trabalho igualmente. O 'detector de fotões singular de nanofio supercondutor' (SNSPD) usado na experiência de Shalm, que foi construído em NIST e no JPL, podem ser usados em criptografia e em comunicações de espaço profundo, afirmaram oficiais da NASA.

A missão de Exploração de Ambiente e Poeira da Atmosfera Lunar (LADEE), que orbitou a Lua de Outubro de 2013 a Abril de 2014, ajudou a demonstrar algum do seu potencial comunicacional.

A Demonstração de Comunicação de Laser Lunar da LADEE usou componentes da nave espacial e um receptor baseado no solo semelhante ao SNSPD. A experiencia demonstrou que pode ser possível construir matrizes de comunicações laser sensíveis que iriam permitir muito mais carregamento e descarregamento de dados de sondas espaciais longínquas, disseram oficiais da NASA.