Não-localidade: um fenômeno mais profundo do que se imaginava
O entrelaçamento quântico sempre foi um dos conceitos mais intrigantes da física moderna. Uma vez entrelaçadas, duas partículas podem influenciar uma à outra instantaneamente, mesmo estando separadas por distâncias astronômicas, aparentemente desafiando o limite da velocidade da luz.
Esse comportamento sugere que o mundo quântico é, em sua essência, não-local: partículas distantes não se comportam como sistemas independentes, mas como partes de um único sistema físico. Agora, novos resultados indicam que esse fenômeno pode ser ainda mais radical do que se pensava.
Todas as partículas idênticas estariam entrelaçadas
De acordo com um estudo conduzido pelos físicos poloneses Pawel Blasiak e Marcin Markiewicz, todas as partículas do mesmo tipo — como elétrons ou fótons — estão, em princípio, entrelaçadas entre si, incluindo aquelas localizadas em galáxias extremamente distantes.
Essa conclusão decorre de um postulado central da mecânica quântica: partículas do mesmo tipo são indistinguíveis por natureza. Essa identidade fundamental exige que seus estados quânticos sejam descritos de forma conjunta, dando origem a correlações não-locais observáveis.
O desafio da não-localidade em partículas indistinguíveis
Tradicionalmente, experimentos de não-localidade seguem o modelo proposto por John Bell, no qual partículas distinguíveis são separadas e medidas independentemente por observadores distintos. No entanto, esse cenário não se aplica diretamente a partículas idênticas, que não podem ser rotuladas individualmente.
Segundo Blasiak, na prática não se mede “esta partícula específica”, mas “alguma partícula” presente em determinado local. Essa característica exige a simetrização (ou antissimetrização) da função de onda, princípio que fundamenta a distinção entre férmions e bósons e molda a estrutura da matéria.
Uma origem fundamental para o entrelaçamento
Diferentemente do entrelaçamento criado artificialmente por interações controladas, a pesquisa sugere que a não-localidade pode emergir diretamente da identidade das partículas, mesmo entre aquelas que nunca interagiram entre si.
Os autores demonstraram que esse tipo de não-localidade pode ser observado por meio de experimentos ópticos lineares simples, utilizando apenas espelhos, divisores de feixe e detectores. Nesses arranjos, as partículas não se encontram fisicamente, mas ainda assim podem violar as desigualdades de Bell.
Resultados surpreendentes dos experimentos teóricos
O estudo apresenta um critério capaz de identificar não-localidade em qualquer estado contendo um número fixo de partículas idênticas. As conclusões indicam que todos os estados fermiônicos e quase todos os estados bosônicos exibem comportamento não-local.
A única exceção observada é uma classe restrita de estados bosônicos redutíveis a um único modo. Fora isso, a não-localidade parece ser uma propriedade quase universal dos sistemas quânticos compostos por partículas idênticas.
Implicações para a estrutura do Universo
Os resultados reforçam a hipótese de que a não-localidade está profundamente enraizada na própria estrutura do Universo. Há inclusive propostas teóricas que sugerem que o próprio espaço-tempo possa emergir do entrelaçamento quântico.
“Nossa pesquisa revela que a indistinguibilidade das partículas esconde uma fonte fundamental de entrelaçamento”, conclui Blasiak. “Tudo indica que a não-localidade não é um detalhe exótico, mas uma propriedade intrínseca da realidade.”
