Ilustração das peles de 15 micrômetros de largura preparadas em chips de silício usados no experimento. As peles vibram em alta frequência de ultrassom, e o estado quântico peculiar previsto por Einstein foi criado a partir das vibrações. Crédito:Aalto University / Petja Hyttinen &Olli Hanhirova, ARKH Architects.
Talvez a previsão mais estranha da teoria quântica seja o emaranhamento, um fenômeno pelo qual dois objetos distantes se entrelaçam de uma maneira que desafia tanto a física clássica quanto a compreensão da realidade pelo senso comum. Em 1935, Albert Einstein expressou sua preocupação com este conceito, referindo-se a isso como "ação assustadora à distância".
Hoje, o emaranhamento é considerado a pedra angular da mecânica quântica, e é o recurso-chave para uma série de tecnologias quânticas potencialmente transformadoras. Emaranhamento é, Contudo, extremamente frágil, e já foi observado apenas em sistemas microscópicos, como luz ou átomos, e recentemente em circuitos elétricos supercondutores.
Em trabalho publicado recentemente em Natureza , uma equipe liderada pelo Prof. Mika Sillanpää na Aalto University na Finlândia mostrou que o emaranhamento de objetos massivos pode ser gerado e detectado.
Os pesquisadores conseguiram trazer os movimentos de duas peles vibratórias individuais - fabricadas em alumínio metálico em um chip de silício - em um estado quântico emaranhado. Os objetos macroscópicos no experimento são realmente enormes em comparação com a escala atômica - as peles circulares têm um diâmetro semelhante à largura de um fino cabelo humano.
A equipe também incluiu cientistas da Universidade de New South Wales Canberra, na Austrália, a Universidade de Chicago, e a Universidade de Jyväskylä na Finlândia. A abordagem adotada no experimento foi baseada em uma inovação teórica desenvolvida pelo Dr. Matt Woolley da UNSW e pelo Prof. Aashish Clerk, agora na Universidade de Chicago.
"Os corpos vibrantes são feitos para interagir por meio de um circuito supercondutor de micro-ondas. Os campos eletromagnéticos no circuito são usados para absorver todas as perturbações térmicas e deixar para trás apenas as vibrações da mecânica quântica, "diz Mika Sillanpää, descrevendo a configuração experimental.
Eliminar todas as formas de ruído é crucial para os experimentos, razão pela qual eles têm que ser conduzidos em temperaturas extremamente baixas perto do zero absoluto, a -273 graus C. Notavelmente, a abordagem experimental permite que o estado incomum de emaranhamento persista por longos períodos de tempo, neste caso, até meia hora.
"Essas medições são desafiadoras, mas extremamente fascinantes. No futuro, vamos tentar teletransportar as vibrações mecânicas. No teletransporte quântico, propriedades de corpos físicos podem ser transmitidas através de distâncias arbitrárias usando o canal de "ação fantasmagórica à distância, "" explica o Dr. Caspar Ockeloen-Korppi, o autor principal do trabalho, quem também realizou as medições.
Os resultados demonstram que agora é possível ter controle sobre grandes objetos mecânicos nos quais estados quânticos exóticos podem ser gerados e estabilizados. Essa conquista não apenas abre portas para novos tipos de tecnologias e sensores quânticos, também pode permitir estudos de física fundamental em, por exemplo, a interação mal compreendida da gravidade e da mecânica quântica.