Três cientistas venceram conjuntamente este ano Prêmio Nobel de Física Terça-feira por provar que partículas minúsculas poderiam manter uma conexão umas com as outras mesmo quando separadas, um fenômeno que já foi questionado, mas agora está sendo explorado para possíveis aplicações no mundo real, como a criptografia de informações.
Francês Alain Aspect, americano John F. Cláusula e o austríaco Anton Zeilinger foram citados pela Real Academia Sueca de Ciências por experimentos que provaram que o campo “totalmente maluco” dos emaranhados quânticos é muito real. Eles demonstraram que partículas invisíveis, como fótons, podem estar ligadas, ou “emaranhadas”, umas com as outras, mesmo quando estão separadas por grandes distâncias.
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Tudo remonta a uma característica do universo que confundiu até mesmo Albert Einstein e conecta matéria e luz de uma forma emaranhada e caótica.
Pedaços de informação ou matéria que costumavam estar próximos uns dos outros, embora agora estejam separados, têm uma conexão ou relacionamento – algo que pode ajudar a criptografar informações ou até mesmo se teletransportar. Um satélite chinês demonstra agora isto e computadores quânticos potencialmente extremamente rápidos, ainda numa fase pequena e não muito útil, também dependem deste emaranhado. Outros esperam até usá-lo em material supercondutor.
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“É tão estranho”, disse Aspect sobre o envolvimento em um telefonema com o comitê do Nobel. “Estou aceitando em minhas imagens mentais algo que é totalmente maluco.”
No entanto, as experiências do trio mostraram que isso acontece na vida real.
“Por que isso acontece eu não tenho a menor ideia,” Cláusula disse à Associated Press durante uma entrevista Zoom na qual recebeu uma ligação oficial da Academia Sueca várias horas depois que amigos e a mídia o informaram sobre seu prêmio. “Não entendo como isso funciona, mas o emaranhamento parece ser muito real.”
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Os seus colegas vencedores também disseram que não conseguem explicar como e porquê por detrás deste efeito. Mas cada um deles fez experimentos cada vez mais complexos que provam que isso realmente existe.
Cláusula, de 79 anos, recebeu seu prêmio por um experimento de 1972, remendado com equipamentos descartados, que ajudou a resolver um famoso debate sobre a mecânica quântica entre Einstein e o famoso físico Niels Bohr. Einstein descreveu “uma ação assustadora à distância” que ele pensou que acabaria sendo refutada.
“Eu estava apostando em Einstein,” Cláusula disse. “Mas infelizmente eu estava errado e Einstein estava errado e Bohr estava certo.”
Aspect disse que Einstein pode estar tecnicamente errado, mas merece grande crédito por levantar a questão certa que levou a experimentos que comprovam o emaranhamento quântico.
“A maioria das pessoas presumiria que a natureza é feita de coisas distribuídas no espaço e no tempo”, disse Cláusula, que, quando era estudante do ensino médio na década de 1950, construiu um videogame em um computador com tubo de vácuo. “E esse parece não ser o caso.”
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O que o trabalho mostra é que “partes do universo – mesmo aquelas que estão a grandes distâncias umas das outras – estão conectadas”, disse o físico da Johns Hopkins, N. Peter. Armitage. “Isso é algo tão pouco intuitivo e algo tão em desacordo com a forma como sentimos que o mundo ‘deveria’ ser.”
Este campo difícil de entender começou com experimentos mentais. Mas o que, em certo sentido, são reflexões filosóficas sobre o universo também traz esperança de computadores mais seguros e mais rápidos, todos baseados em fótons e matéria emaranhados que ainda interagem, não importa a distância.
“Com meus primeiros experimentos, às vezes a imprensa me perguntava para que serviam”, Zeilinger, 77, disse a repórteres em Viena. “E eu disse com orgulho: ‘Não serve para nada. Estou fazendo isso puramente por curiosidade.’”
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No emaranhamento quântico, estabelecer informações comuns entre dois fótons não próximos um do outro “nos permite fazer coisas como comunicação secreta, de maneiras que não eram possíveis antes”, disse David. Haviland, presidente do Comitê do Nobel de Física.
A informação quântica “tem implicações amplas e potenciais em áreas como transferência segura de informação, computação quântica e tecnologia de detecção”, disse Eva. Olsson, membro do comitê do Nobel. “Suas previsões abriram portas para outro mundo e também abalaram os próprios alicerces de como interpretamos as medições.”
O tipo de comunicação segura usada pela China Mício satélite - assim como por alguns bancos - é uma “história de sucesso de emaranhamento quântico”, disse Harun Siljak do Trinity College Dublin. Ao usar uma partícula emaranhada para criar uma chave de criptografia, garante que apenas a pessoa com a outra partícula emaranhada possa decodificar a mensagem e “o segredo compartilhado entre esses dois lados é um segredo adequado”. Siljak disse.
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Embora o emaranhamento quântico seja “incrivelmente legal”, o tecnólogo de segurança Bruce Schneier, que leciona em Harvard, disse que está fortalecendo uma parte já segura da tecnologia da informação, onde outras áreas, incluindo fatores humanos e software, são mais problemáticas. Ele comparou isso à instalação de uma porta lateral com 25 fechaduras em uma casa que de outra forma seria insegura.
Em entrevista coletiva, a Aspect disse que aplicações do mundo real, como o satélite, eram “fantásticas”.
“Acho que temos progresso em direção à computação quântica. Eu não diria que estamos perto”, disse o físico de 75 anos. “Não sei se verei isso na minha vida. Mas eu sou um homem velho.
Falando por telefone em entrevista coletiva após o anúncio, a Universidade de Viena Zeilinger disse que “ainda estava meio chocado” ao saber que havia recebido o prêmio.
Cláusula, Aspecto e Zeilinger figuraram nas especulações do Nobel por mais de uma década. Em 2010 ganharam o Prémio Wolf em Israel, visto como um possível precursor do Nobel.
O comitê do Nobel disse Cláusula desenvolveu teorias quânticas apresentadas pela primeira vez na década de 1960 em um experimento prático. Aspect foi capaz de fechar uma lacuna nessas teorias, enquanto Zeilinger demonstraram um fenômeno chamado teletransporte quântico que efetivamente permite que informações sejam transmitidas a distâncias.
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“Usando o emaranhamento você pode transferir toda a informação que é transportada por um objeto para algum outro lugar onde o objeto é, por assim dizer, reconstituído.” Zeilinger disse. Ele acrescentou que isso só funciona para partículas minúsculas.
“Não é como nos filmes Star Trek (onde alguém está) transportar algo, certamente não a pessoa, por alguma distância”, disse ele.
Uma semana de anúncios do Prêmio Nobel começou na segunda-feira com um cientista sueco Svante Paabo recebendo o prêmio de medicina na segunda-feira por desvendar os segredos do DNA do Neandertal que forneceram informações importantes sobre o nosso sistema imunológico.
Química é na quarta-feira e literatura na quinta. O Prêmio Nobel da Paz será anunciado na sexta-feira e o prêmio de economia em 10 de outubro.
Os prêmios são em dinheiro no valor de 10 milhões de coroas suecas (quase US$ 900,000 mil) e serão entregues em 10 de dezembro. O dinheiro vem de um legado deixado pelo criador do prêmio, o inventor sueco da dinamite Alfred Nobel, que morreu em 1895.
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Jordans relatado de Berlim, Borenstein de Kensington, Maryland, e Burakoff de nova York. Davi Keyton em Estocolmo e Masha Macpherson em Palaiseau, França, contribuiu.
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