Spins, fantasmas e heresias

Publicado em 1.07.2012

Como prometi em meu artigo sobre spintrônica “Spins, abajures e 1001 noites” vou tentar abordar de forma sucinta um dos conceitos mais estranhos de mecânica quântica e que será um dos principais diferenciais da computação quântica quando comparada a computação tradicional.

Trata-se do conceito de entrelaçamento quântico, também denominado emaranhamento quântico ou ação assombrada (ou fantasmagórica) à distância.

Felizmente “mecânica quântica” não é uma religião fundamentalista, assim seus seguidores não me condenarão ao “fogo eterno de um inferno quântico” por abordar um tema desse porte de forma tão displicente – sem o imprescindível tratamento matemático que a define.

Vamos às heresias.

Minha primeira heresia

Numa metáfora, para entender a ideia de entrelaçamento, basta imaginar dois irmãos gêmeos entrelaçados quanticamente: se um deles ficar gripado o outro também vai espirrar, mesmo distantes milhares de quilômetros.

Minha segunda heresia

Como o cerne de nossa explicação está relacionada à spintrônica, vamos partir do nosso conceito bastante simplificado de spin, imaginando que se trata meramente da rotação do elétron em torno de seu eixo (minhas sinceras desculpas aos físicos quânticos – spin é muito mais que isso!).

Teremos por esta abordagem herética dois estados de spins bem definidos:

  • Estado zero-zero ou “up” : a rotação do elétron no sentido horário,
  • Estado um-um ou “down”: a rotação do elétron do sentido anti-horário

Vamos imaginar que tomamos uma amostra de gás hidrogênio cujo elétron solitário de cada um de seus átomos apresenta naturalmente o spin “up”, e que, por uma ação específica de nosso experimento conseguimos promover o entrelaçamento do spin de cada um de seus elétrons solitários.

Dividimos essa amostra em duas porções iguais A e B. Mantemos a porção A da amostra no nosso laboratório ligada a sensores capazes de detectar qualquer mudança no spin dos elétrons solitários. Depois enviamos a porção B para outro laboratório situado numa estação espacial distante da Terra 10 segundos luz, isso quer dizer que a luz ou qualquer onda eletromagnética oriunda dessa estação espacial levaria dez segundos para chegar até a Terra.

Assim que a amostra B chegar à estação espacial a conectamos a um gerador de campo magnético capaz de inverter o spin dos elétrons solitários e iniciamos nosso experimento.

Cada vez que o spin dos elétrons solitários da amostra B for invertido o mesmo ocorrerá com o spin dos elétrons solitários da amostra A. E de forma completamente inexplicável esta inversão ocorrerá simultaneamente. Ou seja, sem o atraso de 10 segundos que seria o esperado por qualquer comunicação que ocorresse na velocidade da luz.

Fantasmas velozes 

Esse fenômeno provocou muito alvoroço nos meios acadêmicos, pois aparentemente o entrelaçamento quântico promoveria uma “comunicação” entre as partículas por algum “agente” mais rápido que a luz, colocando por terra a Teoria da Relatividade.

Daí o fenômeno ser denominado de ação assombrada ou fantasmagórica à distância.

Apenas sendo um fantasma para burlar o limite da velocidade da luz, ou não?

Atualmente se assume que ocorreu o teletransporte quântico, ou seja, apenas transporte de informação e não de energia ou matéria conforme o defendido por Einstein.

É fácil intuir o potencial deste fenômeno na construção de microprocessadores, memórias de computador e sistemas de comunicação e criptografia de dados, cujo “delay” entre ação e resposta é nulo e independe da distância.

Evidentemente ainda existem muitas dificuldades técnicas para serem vencidas, mas como o noticiado aqui no hypescience, os avanços em direção ao computador quântico estão ocorrendo num ritmo tão acelerado que na pior das hipóteses até o final da década a capacidade e a velocidade de processamento, armazenagem e tratamento de dados atingirão níveis jamais sonhados.

-o-

[Imagem: "Atomic structure" por H!ROK]

[Leia os outros artigos de Mustafá Ali Kanso]

 

LEIA SOBRE O LIVRO A COR DA TEMPESTADE do autor deste artigo

Navegando entre a literatura fantástica e a ficção especulativa Mustafá Ali Kanso, nesse seu novo livro “A Cor da Tempestade” premia o leitor com contos vigorosos onde o elemento de suspense e os finais surpreendentes concorrem com a linguagem poética repleta de lirismo que, ao mesmo tempo que encanta, comove.

Seus contos “Herdeiros dos Ventos” e “Uma carta para Guinevere” juntamente com obras de Lygia Fagundes Telles foram, em 2010, tópicos de abordagem literária do tema “Love and its Disorders” no “4th International Congress of Fundamental Psychopathology.”

Foi premiado com o primeiro lugar no Concurso Nacional de Contos da Scarium Megazine (Rio de Janeiro, 2004) pelo conto Propriedade Intelectual e com o sexto lugar pelo conto Singularis Verita.

Autor: Mustafá Ali Kanso

é escritor, professor, engenheiro químico, empresário da mídia educacional e divulgador científico em programas culturais da TV. Leia outros artigos dele.

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7 Comentários

  1. A dominação dessa tecnologia por parte da humanidade revolucionaria o mundo, pois são inúmeros os campos em que ela pode ser utilizada e desenvolvida, científicos ou não. Prevejo um enorme salto qualitativo na tecnologia quando a computação quântica for empregada.

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  2. A Hipótese Holográfica não precisa de conexões fantasmas de dados trafegando mais rápido do que a luz e vencendo grandes distâncias porque ela desconsidera grandes distâncias, e com isso descarta qualquer conexão. No universo holográfico, cada parte de um holograma é um reflexo do todo, não importa onde seja projetado, a imagem segue a imagem do todo, nisso, distância é ilusão. Não há conexão pois não há separação.
    As duas partículas citadas não são reais de um ponto de vista objetivo, são apenas projeções de um mesmo holograma, logo qualquer mudança no holograma instantaneamente torna-se visível em toda e qualquer uma de suas projeções.
    Mais informações dessa questão referencio a este artigo:
    http://hypescience.com/sera-que-a-estranha-fisica-quantica-governa-a-vida/

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    • Excelente definição Jonatas!

      Essa noção de espaço/tempo é algo relativo a física clássica, na física quântica esses conceitos não são aplicáveis pois se tratam de outras naturezas, que ainda tem muito a serem estudadas.

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  3. Física Quântica é algo que sempre me intriga e me faz ler mais e mais sobre o assunto, para aprender como tudo isso pode mudar a forma como entendemos “O universo, A vida e tudo mais”. Mas é uma pena que um site tão bom quanto o Hypescience estar perdendo seus leitores, pois, creio não ser o único a ter ficado ofendido com o terceiro parágrafo do texto. Se a sua intenção foi fazer “graça”, você não foi feliz.

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  4. por favor, os cientistas estão pensando da forma errada, a partícula não esta fazendo absolutamente nada fora do comum, os estranhos somos nós, que não conseguimos ter uma mesma influencia exercida ambiguamente as duas partes caso fossemos separados, era isso o que os cientistas deveriam pesquisar, o porque de seres macroscópicos não fazerem isso e não o contrario, é uma logica óbvia, se é uma mesma partícula, vai reagir de um mesmo jeito, qual o mistério disso?

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  5. Isso realmente é sinistro! Acho Mustafa que você deveria aproveitar a abertura e tentar passar para as pessoas os conceitos da Teoria de Bell, acho que levaria a um entendimento melhor dessa questão do emaranhamento quântico. Não sei se é comprovada a teoria de Bell, mas vejo nela algo muito esclarecedor.

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  6. Sr Mustafa.

    Não se trata de “quebrar” a velocidade da luz, e sim ter uma visão multidimensional, pois essas partículas não são gêmeas, elas são “a mesma” partícula replicada em outro ponto. Gêmeos, por mais que sejam parecidos, nunca serão a mesma pessoa. Mas realmente esse é um conceito muito difícil de digerir em seus primeiros contatos. Gostei dessa matéria !

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