Os físicos quânticos da Griffith University revelaram um novo paradoxo que diz:quando se trata de certas crenças de longa data sobre a natureza, "Alguém Tem que Ceder."

A teoria quântica é praticamente perfeita para prever o comportamento que observamos quando realizamos experimentos em objetos minúsculos como átomos. Mas aplicando a teoria quântica em escalas muito maiores do que átomos, em particular para os observadores que fazem as medições, levanta difíceis questões conceituais.

Em um artigo publicado em Física da Natureza , uma equipe internacional liderada pela Griffith University na Austrália transformou essas questões em um novo paradoxo.

"O paradoxo significa que se a teoria quântica funciona para descrever os observadores, os cientistas teriam que desistir de uma das três suposições acalentadas sobre o mundo, "disse o Professor Associado Eric Cavalcanti, um autor sênior da teoria no papel.

"A primeira suposição é que quando uma medição é feita, o resultado observado é real, único evento no mundo. Esta suposição exclui, por exemplo, a ideia de que o universo pode se dividir, com diferentes resultados sendo observados em diferentes universos paralelos. "

"A segunda suposição é que os ambientes experimentais podem ser escolhidos livremente, permitindo-nos realizar ensaios randomizados. E a terceira suposição é que, uma vez que essa escolha livre seja feita, sua influência não pode se espalhar no universo mais rápido do que a luz, " ele disse.

"Cada uma dessas suposições fundamentais parece inteiramente razoável, e é amplamente aceito. Contudo, também é amplamente aceito que os experimentos quânticos podem ser escalados para sistemas maiores, até mesmo ao nível dos observadores. Mas mostramos que uma dessas crenças amplamente difundidas deve estar errada! Abandonar qualquer um deles tem consequências de longo alcance para a nossa compreensão do mundo. "

A equipe estabeleceu o paradoxo ao analisar um cenário com partículas quânticas emaranhadas bem separadas combinadas com um "observador" quântico - um sistema quântico que pode ser manipulado e medido de fora, mas que pode fazer medições em uma partícula quântica.

"Com base nas três premissas fundamentais, temos limites determinados matematicamente sobre quais resultados experimentais são possíveis neste cenário. Mas a teoria quântica, quando aplicado a observadores, prevê resultados que violam esses limites. Na verdade, já realizamos um experimento de prova de princípio usando fótons emaranhados (partículas de luz), "disse a Dra. Nora Tischler, um autor experimental sênior. "E encontramos uma violação exatamente como a teoria quântica previu."

"Mas nosso 'observador' tinha um cérebro muito pequeno, por assim dizer. Tem apenas dois estados de memória, que são percebidos como dois caminhos diferentes para um fóton. É por isso que o chamamos de experimento de prova de princípio, não é uma demonstração conclusiva de que uma das três suposições fundamentais em nosso paradoxo deve estar errada, " ela disse.

"Para uma implementação mais definitiva do paradoxo, nosso experimento onírico é aquele em que o observador quântico é um programa de inteligência artificial de nível humano rodando em um computador quântico enorme, "disse o professor Howard Wiseman, o líder do projeto e Diretor do Centro de Dinâmica Quantum da Griffith, onde as equipes teóricas e experimentais estão baseadas.

"Esse seria um teste bastante convincente para saber se a teoria quântica falha para os observadores, ou se uma das três suposições fundamentais é falsa. Mas isso provavelmente está a décadas de distância. "

O laboratório do Centro de Dinâmica Quântica em que foi realizado o experimento também faz parte do Centro de Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação, um Centro de Excelência do Australian Research Council.

"Há muito se reconhece que os computadores quânticos irão revolucionar nossa capacidade de resolver problemas computacionais difíceis, "Professor Wiseman disse.

"O que não percebemos até começarmos esta pesquisa é que eles também podem ajudar a responder a difíceis problemas filosóficos - a natureza do mundo físico, o mundo mental, e seu relacionamento. "