Einstein contestado

Einstein contestado: ou Deus joga dados, ou é possível superar velocidade da luz

Redação do Site Inovação Tecnológica -  27/10/2015

Ou Deus de fato joga dados com o Universo, ou os spins dos elétrons podem conversar entre si mais rapidamente do que a velocidade da luz, e a velocidade da luz não seria o limite universal de velocidade. [Imagem: ICFO]

Realismo local

Um experimento histórico obteve a refutação mais forte até hoje do princípio do "realismo local", defendido por Albert Einstein, que afirma que o Universo obedece a leis, e não ao acaso - uma crítica à mecânica quântica - e que não há forma de viajar ou trocar informações mais rápido que a luz.

O experimento, executado na Universidade Tecnológica de Delft, na Holanda, é o chamado "teste de Bell incontestável" (loophole-free Bell test), cujos resultados abrem ou a possibilidade da existência de influências "escondidas" além do espaço-tempo, ou elimina o limite de velocidade universal - a velocidade da luz.

No experimento, dois elétrons presos dentro de dois cristais de diamante diferentes foram entrelaçados (ou emaranhados), o que significa que tudo o que acontece a um afeta imediatamente o outro. A seguir, a equipe mediu o spin de cada um dos elétrons.

Na teoria quântica, o entrelaçamento é poderoso e misterioso: matematicamente os dois elétrons são descritos por uma única função de onda, que somente especifica se eles têm o mesmo spin ou spins diferentes, mas não qual em que direção seus spins apontam.

O realismo local, preferido por Einstein, tenta explicar esse fenômeno com menos mistério, dizendo que as partículas devem estar apontando para algum ponto, mas nós simplesmente não sabemos em que direção até que façamos uma medição.

Einstein em um beco sem saída

No experimento, contudo, quando foram medidos, os elétrons aparecem individualmente aleatórios, mas concordam bem demais em que direção apontar. Tão bem, na verdade, que eles não poderiam ter orientações prévias à medição, como afirma o realismo.

O comportamento observado dos elétrons só é possível se eles se comunicassem um com o outro, algo que seria muito surpreendente para elétrons presos em cristais diferentes - mais do que isso, os dois diamantes estavam em edifícios diferentes, a 1,3 km de distância um do outro.

Além disso, as medições foram feitas tão rapidamente em cada um dos diamantes - usando relógios atômicos para sincronizá-las - que não haveria tempo suficiente para que os elétrons se comunicassem, nem mesmo se seus sinais de um para o outro viajassem à velocidade da luz.

Isto coloca o realismo local em um beco sem saída: se os spins dos dois elétrons são reais, ou a ação fantasmagórica à distância é real, ou os elétrons devem ter-se comunicado. Mas, se eles se comunicaram, eles fizeram isso mais rápido do que a velocidade da luz.

Assim, o experimento dá uma refutação quase perfeita da visão de mundo de Einstein, em que "nada viaja mais rápido do que a luz" e "Deus não joga dados". Pelo menos uma destas declarações deve estar errada.

Para usar as palavras de Einstein, ou Deus de fato joga dados com o Universo e a ação fantasmagórica à distância é real, ou os spins dos elétrons podem conversar entre si mais rapidamente do que a velocidade da luz, e a velocidade da luz não seria o limite universal de velocidade.

O experimento exigiu o desenvolvimento do gerador de números aleatórios mais rápido já construído, além de relógios atômicos superprecisos. [Imagem: ICFO]

Gerações de teorias

Max Planck, o homem que tirou Einstein de um emprego de funcionário público e o levou para a universidade, costumava dizer que não é possível convencer opositores de uma nova teoria: uma nova teoria só triunfa quando esses opositores finalmente morrem e cresce uma nova geração acostumada com a nova teoria.

Neste caso, mais de uma geração vem trabalhando na construção desse experimento incontestável. Contudo, parece não existir ainda a nova teoria triunfante, mas tão somente a negação da completude da teoria antiga. Assim, para compreendermos totalmente o alcance das possibilidades que se abrem, talvez seja necessário esperar, não o morrer, mas o nascer de uma nova geração - ou, talvez, de um novo Einstein.

Mas os frutos do experimento já estão sendo colhidos.

"Trabalhar neste experimento nos levou a desenvolver tecnologias que agora podemos aplicar para melhorar a segurança das comunicações e a computação de alto desempenho, e outras áreas que requerem números aleatórios de alta qualidade e alta velocidade," disse o professor Morgan Mitchell, membro da equipe.

• O futuro pode afetar o passado?

Bibliografia:

Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres
B. Hensen, H. Bernien, A. E. Dréau, A. Reiserer, N. Kalb, M. S. Blok, J. Ruitenberg, R. F. L. Vermeulen, R. N. Schouten, C. Abellán, W. Amaya, V. Pruneri, M. W. Mitchell, M. Markham, D. J. Twitchen, D. Elkouss, S. Wehner, T. H. Taminiau, R. Hanson
Nature
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature15759