Pesquisadores da Universidade de Viena e da Academia Austríaca de Ciências desenvolvem uma nova estrutura teórica para descrever como as estruturas causais na mecânica quântica se transformam. Eles analisam sob quais condições a mecânica quântica permite que a estrutura causal do mundo se torne "difusa". Nesse caso, uma ordem fixa de eventos não é possível. Os resultados são publicados na renomada revista. Revisão Física X .

A ideia de que os eventos ocorrem um após o outro em uma ordem causal fixa faz parte de nossa imagem intuitiva do mundo físico. Imagine que Alice pode enviar uma mensagem para Bob por meio de um fio que os conecta. Alice decide fazer um churrasco e pode convidar Bob pelo fio. Se ele for convidado, Bob decide preparar alguns Ćevapčići para trazer. Este é um exemplo em que o evento em que Alice decide convidar Bob para o churrasco influencia o evento em que Bob decide preparar a comida. Essa ordem de eventos caracteriza uma estrutura causal definida. Contudo, pesquisas sobre os fundamentos da mecânica quântica sugerem que, no nível quântico, as estruturas causais podem ser "indefinidas". Em uma estrutura causal indefinida, pode não haver uma ordem fixa em que os eventos acontecem, ou seja, se Alice influencia Bob ou Bob influencia Alice pode não ser definido.

Se a causalidade é realmente indefinida, de onde vêm as estruturas causais indefinidas? Eles podem ser obtidos dinamicamente de forma que estruturas causais definidas se tornem indefinidas? E, se então, em que condições isso pode acontecer? As respostas a essas perguntas seriam notáveis, porque eles lançariam luz sobre a natureza da causalidade no mundo quântico.

Em um artigo recente, publicado no jornal Revisão Física X , um grupo de físicos liderados por Časlav Brukner na Universidade de Viena e no Instituto de Óptica Quântica e Informação Quântica de Viena da Academia Austríaca de Ciências mostrou que, se a dinâmica das estruturas causais é contínua e reversível, uma estrutura causal definida nunca pode se tornar indefinida. Em nosso exemplo, uma flexão ou alongamento do fio (transformação contínua e reversível) conectando Alice e Bob não levaria a nenhuma mudança na estrutura causal porque Alice ainda pode alcançar Bob. Se alguém quiser mudar a estrutura causal, seria necessário desconectar e reconectar o fio (não contínuo) ou substituir o fio (não reversível). Os pesquisadores também estudaram situações mais complexas em que mais partes estão envolvidas. Por exemplo, decisões de uma terceira pessoa, Charly, pode, em certas circunstâncias, determinar se a ordem causal dos eventos futuros é definida ou indefinida.

"Nossos resultados demonstram que, sob suposições fisicamente razoáveis ​​de continuidade e reversibilidade, um mundo com ordem causal definida nunca se tornará um mundo com ordem causal indefinida e vice-versa, "diz Esteban Castro, um dos autores do artigo. Esse insight pode levar a uma compreensão mais completa de qual é o papel da causalidade no mundo quântico.