Prémio Nobel da Física 2022

O prémio Nobel da Física 2022 foi atribuído a Allain Aspect, da Université Paris-Saclay e École Polytechnique(França), John Clauster, da J.F. Clauser & Assoc. (Estados Unidos) e Anton Zeilinger, da Universidade de Viena (Áustria),“pelas experiências com fotões entrelaçados, estabelecendo a violação das desigualdades de Bell e sendo pioneiros na ciência da informação quântica”.

Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger realizaram cada um experiências inovadoras utilizando estados quânticos enredados, onde duas partículas se comportam como uma única unidade, mesmo quando estão separadas. Os seus resultados abriram o caminho para novas tecnologias baseadas em informação quântica.

Os efeitos inefáveis da mecânica quântica estão a começar a encontrar aplicações. Existe agora um grande campo de investigação que inclui computadores quânticos, redes quânticas e comunicações quânticas encriptadas seguras.

Um factor chave neste desenvolvimento é como a mecânica quântica permite a existência de duas ou mais partículas no que se chama um estado entrelaçado. O que acontece a uma das partículas de um par entrelaçado determina o que acontece à outra partícula, mesmo que estejam muito afastadas.

Durante muito tempo, a questão era se a correlação se devia ao facto de as partículas de um par entrelaçado conterem variáveis escondidas, instruções que lhes diziam qual o resultado que deveriam dar numa experiência. Na década de 1960, John Stewart Bell desenvolveu a desigualdade matemática que tem o seu nome. Isto afirma que se houver variáveis ocultas, a correlação entre os resultados de um grande número de medições nunca excederá um determinado valor. Contudo, a mecânica quântica prevê que um determinado tipo de experiência violará a desigualdade de Bell, resultando assim numa correlação mais forte do que seria possível de outra forma.

John Clauser desenvolveu as ideias de John Bell, conduzindo a uma experiência prática. Quando ele fez as medições, elas apoiaram a mecânica quântica, violando claramente uma desigualdade de Bell. Isto significa que a mecânica quântica não pode ser substituída por uma teoria que utiliza variáveis ocultas.

Algumas brechas permaneceram após a experiência de John Clauser. Alain Aspect desenvolveu a configuração, utilizando-a de uma forma que fechou uma importante lacuna. Ele foi capaz de mudar as definições de medição depois de um par entrelaçado ter deixado a sua fonte, pelo que a definição que existia quando foram emitidas não podia afectar o resultado.

Usando ferramentas refinadas e longas séries de experiências, Anton Zeilinger começou a usar estados quânticos entrelaçado. Entre outras coisas, o seu grupo de investigação demonstrou um fenómeno chamado teletransporte quântico, que torna possível mover um estado quântico de uma partícula para outra à distância.

“Tem-se tornado cada vez mais claro que está a surgir um novo tipo de tecnologia quântica. Podemos ver que o trabalho dos laureados com estados entrelaçados é de grande importância, mesmo para além das questões fundamentais sobre a interpretação da mecânica quântica”, diz Anders Irbäck, Presidente do Comité Nobel da Física.

António Piedade com Comité Nobel