Albert Einstein teve um papel fundamental no lançamento da mecânica quântica,
com sua teoria do efeito fotoelétrico,
porém permaneceu muito incomodado com as implicações filosóficas.
E embora a maioria de nós ainda lembre dele pela fórmula E=MC^2,
na verdade sua última grande contribuição à Física foi um artigo, de 1935,
feito em parceria com seus jovens colegas Boris Podolsky e Nathan Rosen.
Visto como uma estranha nota filosófica de rodapé até meados dos anos 80,
esse artigo EPR se tornou essencial a um novo entendimento da física quântica,
por sua descrição de um estranho fenômeno
agora conhecido como "estados entrelaçados".
O artigo começa considerando uma fonte que emita pares de partículas,
cada um com duas propriedades mensuráveis.
Cada uma dessas medições tem dois possíveis resultados,
de igual probabilidade.
Digamos, 0 ou 1 para a primeira propriedade
e A ou B para a segunda.
Quando uma medição é realizada,
as medições subsequentes da mesma propriedade na mesma partícula
vão fornecer o mesmo resultado.
A estranha implicação dessa situação
não é que apenas o estado de uma partícula
é indeterminado até que seja medido,
mas também que a medição, por sua vez, determina o estado.
E além disso, uma medição afeta a outra.
Medindo-se que uma partícula se encontra no estado 1
e em seguida efetuando o segundo tipo de medição,
haverá 50% de chance de se obter A ou B.
Mas se em seguida você repetir a primeira medição,
você terá 50% de chance de obter 0,
embora a partícula já tenha sido medida como 1.
Portanto, trocar a propriedade sendo medida embaralha o resultado original,
permitindo obter um valor novo e aleatório.
Isso fica ainda mais estranho quando analisamos as duas partículas.
Cada uma delas vai produzir resultados aleatórios,
mas se você comparar os dois
vai descobrir que eles são sempre perfeitamente correlatos.
Por exemplo: se ambas as partículas forem medidas como 0,
o relacionamento sempre se manterá.
Os estados das duas são entrelaçados.
Medindo uma delas se obtém a medição da outra com absoluta segurança.
Mas esse entrelaçamento parece desafiar a famosa teoria da relatividade de Einstein,
pois nada limita a distância entre as partículas.
Se você medir uma delas em Nova Iorque, ao meio-dia,
e a outra em São Francisco, um nanossegundo depois,
você vai obter exatamente o mesmo resultado.
Mas se a medição determina mesmo o valor,
isso requer que uma partícula envie algum tipo de sinal para a outra
13 milhões de vezes mais rápido do que a velocidade da luz,
o que, de acordo com a teoria da relatividade, é impossível.
Por isso, Einstein descartou o entrelaçamento
como "spukhafte fernwirkung",
ou "ação fantasmagórica à distância".
Concluiu que a mecânica quântica era incompleta,
uma mera aproximação de uma realidade mais profunda, onde ambas as partículas
possuem estados predeterminados, ocultos de nós.
Os defensores da teoria quântica ortodoxa, liderados por Niels Bohr,
afirmavam que os estados quânticos são mesmo, por natureza, indeterminados,
e o entrelaçamento permite que o estado de uma partícula
dependa do estado de sua parceira distante.
Por trinta anos, a Física permaneceu num impasse,
até que John Bell percebeu que a chave para testar o argumento do EPR
era analisar casos envolvendo várias medições das duas partículas.
As teorias das variáveis ocultas locais, apoiadas por Einstein, Podolsky e Rosen,
limitavam estritamente a frequência de possíveis resultados como 1A ou B0
porque os resultados precisariam ser definidos de antemão.
Bell mostrou que a abordagem puramente quântica,
na qual o estado fica realmente indeterminado até que seja medido,
possui limites diferentes e prevê resultados de medições mistos
que são impossíveis na situação pré-determinada.
Assim que Bell elaborou a forma de testar o argumento EPR,
os físicos o colocaram em prática.
Começando com John Clauser nos anos 70 e com Alain Aspect no início dos anos 80,
dezenas de experimentos testaram a previsão EPR,
e todos descobriram a mesma coisa:
a mecânica quântica está certa.
As correlações entre os estados indeterminados
de partículas entrelaçadas são reais
e não explicáveis por nenhuma variável mais profunda.
[O QUE É O AMOR?]
O artigo EPR acabou se mostrando equivocado, mas de forma brilhante.
Ao levar os físicos a refletir profundamente
sobre os fundamentos da física quântica,
ele levou a maiores elaborações da teoria
e ajudou a lançar as pesquisas sobre temas como informação quântica,
hoje um campo próspero,
com potencial de desenvolver computadores de poder inigualável.
Infelizmente, a aleatoriedade dos resultados obtidos
impede cenários de ficção científica
como usar partículas entrelaçadas para enviar mensagens
mais rápido do que a velocidade da luz.
Portanto a relatividade está segura, por enquanto.
Mas o universo quântico é muito mais estranho do que Einstein queria crer.