| © IF-USP |
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| Esquema que mostra como foi obtido o emaranhamento de três feixes de luz de cores diferentes |
Um grupo de pesquisadores brasileiros produziu um experimento no lnstituto de Física da Universidade de São Paulo (IF-USP) que criou um novo tipo de emaranhamento entre partículas de luz (fótons), ampliando os horizontes de um dos mais intrigantes fenômenos do mundo quântico. A equipe coordenada pelos físicos Paulo Nussenzveig e Marcelo Martinelli, da USP, montou um sistema que mostrou ser possível produzir ― e até certo ponto controlar ― o fenômeno do emaranhamento quântico entre três feixes brilhantes de luz de diferentes comprimentos de onda. Cada feixe era de uma cor diferente. Um era verde e estava na porção visível do espectro e os outros dois se situavam no campo do infravermelho próximo, que não pode ser visto a olho nu.
"O emaranhamento brilhante de três cores pode ser útil para a construção de computadores quânticos no futuro", comenta Nussenzveig. "Em tese, poderíamos montar uma rede com componentes quânticos operando em diferentes frequências." Os físicos também constataram que o emaranhamento tricolor é um sistema relativamente robusto, que não se extingue tão facilmente quanto outros sistemas mais simples baseados no entrelaçamento quântico. Isso é uma boa notícia. Afinal, ninguém quer ter um PC quântico que seja instável por natureza. A descrição técnica do experimento pode ser lida num artigo publicado hoje (17/09) na Science Express, a versão online da revista científica americana Science. Além de Nussenzveig e Martinelli, o time de pesquisadores que fez o trabalho inclui os alunos de pós-graduação Antônio Sales Coelho e Felippe A. Silva Barbosa, todos do IF-USP, e o físicos Katiúscia Cassemiro e Alessandro Villar, atualmente no Instituto Max Planck para Ciência da Luz, na Alemanha.
Fótons que exibem as estranhas propriedades do emaranhamento quântico, fenômeno descrito por Einstein como dotado de uma ação fantasmagórica a distância, apresentam uma conexão tão forte entre si que as modificações sofridas por uma das partículas podem afetar o estado das outras. Trata-se de um mundo de correlações totalmente diversas da realidade da física clássica, newtoniana, em que vivemos. Essas correlações são cruciais e podem ser exploradas de modo a permitir o processamento, o armazenamento e a comunicação segura de informação. Por isso, há tanto interesse nesse novo campo de pesquisa.
Para criar o sistema descrito na Science, os pesquisadores têm de bombardear com um feixe de luz (laser) verde um sistema composto de 2 espelhos e um cristal, que fica entre eles. O emaranhamento surge quando o feixe de luz, depois de cruzar o espelho inicial (que deixa passar uma parte dos fótons verdes e reflete outra parte para um subsistema de espelhos menores), atravessa o cristal. Nesse momento, há apenas fótons verdes. Em seguida, o laser incide sobre o segundo espelho, que converte a luz verde em duas frequências do espectro do infravermelho. Por fim, os novos feixes de luz são redirecionados para subsistemas de espelhos utilizados para medir suas propriedades. "No nosso experimento, há tantos fótons emaranhados que não é possível contá-los", comenta Nussenzveig. "Em sistemas mais simples, os pesquisadores conseguem até determinar o número de partículas emaranhadas."
Durante o experimento, os físicos também perceberam que o emaranhamento desaparecia por meio da atenuação parcial dos feixes de luz e demonstraram o chamado princípio da morte súbita do entrelaçamento, fenômeno só descrito até agora em sistemas mais simples. Mas constararam que era possível modular o grau de entrelaçamento dos fótons alterando levemente a intensidade da luz que incide sobre o sistema. A intensidade do feixe de laser verde usado no experimento é pequena, mas não desprezível: da ordem de 50 miliwatts, dez vezes maior do que a empregada em algumas ponteiras a laser.
FICO POR AQUI - "-)
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