{"id":21590,"date":"2023-12-14T10:57:02","date_gmt":"2023-12-14T13:57:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf-wp2027\/?p=21590"},"modified":"2023-12-14T11:03:18","modified_gmt":"2023-12-14T14:03:18","slug":"fisica-mineira-usa-intuicao-para-identificar-o-emaranhamento-em-fotons-observando-apenas-uma-das-particulas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/fisica-mineira-usa-intuicao-para-identificar-o-emaranhamento-em-fotons-observando-apenas-uma-das-particulas\/","title":{"rendered":"F\u00edsica mineira usa intui\u00e7\u00e3o para identificar o emaranhamento em f\u00f3tons observando apenas uma das part\u00edculas"},"content":{"rendered":"\n

Em estudo realizado na Universidade de Viena, Gabriela Barreto Lemos, professora da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), ganhou destaque em 2023 com essa pesquisa<\/em><\/p>\n\n\n\n

A f\u00edsica mineira Gabriela Barreto Lemos, professora da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), ganhou destaque em 2023 por ter descoberto um m\u00e9todo capaz de determinar o grau de emaranhamento de pares de f\u00f3tons medindo apenas uma das part\u00edculas. O seu processo de investiga\u00e7\u00e3o est\u00e1 descrito no artigo \u201cOne-Photon Measurement of Two-Photon Entanglement<\/a>\u201d, publicado em mar\u00e7o na revista cient\u00edfica Physical Review Letters (PRL). Gabriela \u00e9 a primeira autora do artigo, que tamb\u00e9m \u00e9 assinado por outros pesquisadores, incluindo Anton Zeilinger, f\u00edsico austr\u00edaco e professor da Universidade de Viena, um dos vencedores do Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica de 2022 por seus estudos sobre o emaranhamento qu\u00e2ntico de f\u00f3tons.<\/p>\n\n\n\n

O artigo, que demorou dois anos para ser escrito devido ao seu alto grau de complexidade, nasceu de uma intui\u00e7\u00e3o da cientista, integrante<\/a> da Comiss\u00e3o de Justi\u00e7a, Equidade, Diversidade e Inclus\u00e3o da Sociedade Brasileira de F\u00edsica (JEDI-SBF), que busca sua inspira\u00e7\u00e3o n\u00e3o apenas nas leis da f\u00edsica e da matem\u00e1tica, mas tamb\u00e9m na arte. Em 2014, Gabriela publicou uma pesquisa com a equipe de Zeilinger na qual a luz emaranhada reproduzia a figura de um gato. Uma radia\u00e7\u00e3o infravermelha incidiu sobre a imagem do felino e a repassou para f\u00f3tons de luz vermelha que, mesmo sem detectar o objeto, conseguiram formar a sua figura.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEsse trabalho apresentou emaranhamento. Se n\u00e3o tivesse, ser\u00e1 que eu veria o gato? Pois o trabalho atual, publicado neste ano, come\u00e7ou com essa pergunta, agu\u00e7ada pela minha intui\u00e7\u00e3o pela experi\u00eancia de trabalhar nessa \u00e1rea\u201d, diz Gabriela, em entrevista ao Boletim SBF<\/strong>. E, por ir\u00f4nico que seja, a sua intui\u00e7\u00e3o de cientista conseguiu ajud\u00e1-la a explorar um dos conceitos mais contraintuitivos da f\u00edsica qu\u00e2ntica, que \u00e9 o emaranhamento, fen\u00f4meno no qual duas part\u00edculas se comportam exatamente da mesma maneira mesmo se estiverem a dist\u00e2ncias descomunais.<\/p>\n\n\n\n

E ela avan\u00e7a numa met\u00e1fora sobre o emaranhamento que satisfaz a ci\u00eancia. Imagine duas ma\u00e7\u00e3s, uma no Brasil e outra no Jap\u00e3o. Se elas estiverem emaranhadas \u00e9 como se cada uma delas representasse um todo superior \u00e0s partes.<\/p>\n\n\n\n

E o que resultou de sua pesquisa intuitiva? Ela originou pares de f\u00f3tons alfa e beta, os quais, por meio do fen\u00f4meno da superposi\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, foram entrela\u00e7ados de maneira a formar um emaranhamento. Os f\u00f3tons alfas eram de certa forma manipulados e os f\u00f3tons betas eram medidos por meio da t\u00e9cnica de interfer\u00eancia qu\u00e2ntica. Essa t\u00e9cnica gera algo parecido com o que ocorre quando se joga uma pedra num lago com \u00e1guas calmas, gerando na superf\u00edcie ondas de v\u00e1rios tamanhos. Se o encaixe for perfeito, h\u00e1 diversos graus de emaranhamento qu\u00e2ntico, dependendo do tamanho das ondas geradas.<\/p>\n\n\n\n

\u201cO trabalho de 2014 foi uma inspira\u00e7\u00e3o porque o processo \u00e9 parecido. Neste trabalho, n\u00f3s sabemos que o objeto \u00e9 a imagem do gato e a gente conhece os f\u00f3tons beta e alfa, mas s\u00f3 vemos os f\u00f3tons beta; no estudo atual, colocamos um objeto que conhecemos no feixe alfa e medimos o beta para saber qual era o par original. \u00c9 como se as ondas geradas pelas pedrinhas que caem na \u00e1gua do lago fossem o gato\u201d, explica Gabriela. Considerando uma met\u00e1fora culin\u00e1ria, a cientista explica que \u00e9 como se a exist\u00eancia da interfer\u00eancia qu\u00e2ntica no sistema apontasse para uma deliciosa torta de ma\u00e7a, mesmo pelo fato de estarem separadas entre o Brasil e o Jap\u00e3o. \u201cE, se n\u00e3o tiver interfer\u00eancia, n\u00e3o tem torta, talvez porque a ma\u00e7\u00e3 era de pl\u00e1stico\u201d, brinca a cientista.<\/p>\n\n\n\n

Ela explica que o fato de o estudo ter nascido de uma intui\u00e7\u00e3o, que se comprovou em laborat\u00f3rio na \u00c1ustria, rendeu-lhe um trabalho colossal para provar essa tese por meio de conceitos matem\u00e1ticos e f\u00edsicos, o que explica o fato de a reda\u00e7\u00e3o do artigo ter demorado dois anos. Os c\u00e1lculos matem\u00e1ticos foram desenvolvidos pelo f\u00edsico indiano Mayukh Lahiri, que tamb\u00e9m assina o artigo.<\/p>\n\n\n\n

\u201cA matem\u00e1tica n\u00e3o \u00e9 simples para inspirar a intui\u00e7\u00e3o neste estudo. Demoramos muito tempo para dar uma forma matem\u00e1tica. Eu e o Mayukh conversamos muito. E ele demorou mais de um ano para achar o formalismo matem\u00e1tico. At\u00e9 que ele fez uma conta dific\u00edlima, enorme, lind\u00edssima! E fiquei um temp\u00e3o para entender a conta dele, pensei: ningu\u00e9m vai entender essa conta. Ele fez um trabalho herc\u00faleo de colocar isso no papel. Ele tem mania de fazer contas em papel branco com uma caneta de pena da Montblanc.\u201d<\/p>\n\n\n\n

E, at\u00e9 hoje, ela n\u00e3o est\u00e1 completamente contente com as explica\u00e7\u00f5es, que s\u00e3o pouco entendidas at\u00e9 mesmo por f\u00edsicos experientes. Al\u00e9m dos desafios matem\u00e1ticos e dissertativos, o grupo de cientistas busca hoje uma forma de transformar esse princ\u00edpio da natureza em algoritmo que poderia ser utilizado na computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica e na criptografia qu\u00e2ntica.<\/p>\n\n\n\n

\u201c\u00c9 um trabalho que incomoda o cora\u00e7\u00e3o do f\u00edsico. E, na verdade, a gente adora isso. \u00c9 mais gostoso n\u00e3o entender o Universo, a gente quer chegar nesses momentos que n\u00e3o se entende, porque sen\u00e3o perdeu a gra\u00e7a\u201d, explica com entusiasmo, lembrando que o estudo publicado em 2014 est\u00e1 inspirando diversos cientistas ao redor do mundo a desenvolver projetos at\u00e9 com aplica\u00e7\u00e3o comercial. \u201c\u00c9 uma pesquisa b\u00e1sica, mas que pode no futuro estar presente em sistemas computacionais e de criptografia.\u201d<\/p>\n\n\n\n

(Colaborou Roger Marzochi)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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