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Um dos debates mais famosos da história da ciência, que opôs dois gigantes da física no século XX, acaba de ter um veredito experimental definitivo. Um novo estudo, publicado na Physical Review Letters, realizou na prática um experimento mental proposto por Albert Einstein para desafiar os fundamentos da mecânica quântica. Os resultados confirmam que estava errado e que seu rival, Niels Bohr, tinha razão sobre a natureza fundamental da realidade no mundo subatômico.
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O cerne da disputa era o princípio da complementaridade, conceito defendido por Bohr que estabelece que, na mecânica quântica, certas propriedades de uma partícula (como se comportar como onda ou como partícula) são complementares e não podem ser observadas simultaneamente. Einstein, cético em relação a essa “estranheza” quântica e famoso por afirmar que “Deus não joga dados com o universo”, idealizou um experimento intelectual para provar que a complementaridade poderia ser violada.
Experimento imaginado por Einstein funcionou de forma diferente
Sua proposta era uma versão sofisticada do clássico experimento da dupla fenda. Einstein imaginou um aparato onde uma partícula passaria primeiro por uma fenda única, que revelaria informação sobre seu momento (característica de partícula), antes de atingir uma dupla fenda, que normalmente produz um padrão de interferência (característica de onda). Ele acreditava que, nesse caso, ambos os comportamentos seriam observados ao mesmo tempo, refutando Bohr.
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Agora, uma equipe liderada por Jian-Wei Pan, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, construiu e executou uma versão real desse experimento. Usando pinças ópticas – feixes de laser que funcionam como um “feixe trator” – para aprisionar um átomo, os pesquisadores emaranharam seu momento com o de um fóton e então enviaram o fóton através de uma dupla fenda. O resultado foi exatamente o previsto por Bohr décadas antes: quando informação sobre o “caminho” da partícula (seu momento) é obtida, o padrão de interferência ondulatório desaparece.
Como indica o IFL Science, a confirmação não é apenas um capítulo final em um debate histórico. A configuração experimental inovadora, com átomos presos por pinças ópticas, é altamente ajustável e abre caminho para investigar outros fenômenos quânticos complexos, como a decoerência – a perda do emaranhamento quântico que é um dos grandes obstáculos para a computação quântica prática. Mais de um século depois de sua formulação, a mecânica quântica continua sendo confirmada, mesmo em seus aspectos mais contra-intuitivos que tanto desafiaram Einstein.