Comprovação do ‘entrelaçamento quântico’ rende Nobel de Física a três cientistas; entenda

O Prêmio Nobel de Física foi atribuído nesta terça-feira (4) ao francês Alain Aspect, ao americano John Clauser e ao austríaco Anton Zeilinger, três pioneiros dos mecanismos revolucionários da física quântica.

O trio foi premiado por suas descobertas sobre o “entrelaçamento quântico”, um mecanismo no qual duas partículas quânticas estão perfeitamente correlacionadas, independente da distância entre elas, anunciou o júri em um comunicado.

A descoberta desta propriedade assombrosa abriu o caminho para novas tecnologias de computação quântica e comunicações ultrasseguras, assim como sensores quânticos ultrassensíveis que permitiriam executar medições extremamente precisas, como a gravidade no espaço.

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Esta mecânica desconcertante foi prevista pela teoria quântica. Porém, mesmo Albert Einstein não acreditava: duas partículas unidas desde o princípio – como poderiam ser os gêmeos – podem conservar a marca de seu passado comum e comportar-se de forma coordenada à distância.

Cada um dos vencedores “realizou experimentos inovadores usando estados quânticos entrelaçados, nos quais duas partículas se comportam como uma unidade inclusive quando estão separadas”, destacou o Comitê Nobel.

BREAKING NEWS:
The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2022 #NobelPrize in Physics to Alain Aspect, John F. Clauser and Anton Zeilinger. pic.twitter.com/RI4CJv6JhZ

— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 4, 2022

“Está cada vez mais claro que está emergindo um novo tipo de tecnologia quântica”, afirmou Anders Irback, presidente do Comitê Nobel de Física, em um comunicado.

Aspect Clauser e Zeilinger, que ganharam juntos o prestigioso prêmio Wolf em 2010, foram reconhecidos por seus avanços sobre o trabalho de John Stewart Bell, que na década de 1960 “desenvolveu a desigualdade matemática que leva seu nome.”

– Computadores quânticos –

Zeilinger, professor de Física da Universidade de Viena, de 77 anos, afirmou que não esperava ser premiado.

“Fiquei muito surpreso em receber a ligação”, declarou Zeilinger por telefone durante uma entrevista coletiva.

O cientista austríaco foi reconhecido por seu trabalho com sobre “teletransporte quântico, que possibilita mover um estado quântico de uma partícula para outra à distância”, afirmou o júri.

“Não é como nos filmes de ‘Star Trek’ ou algo assim”, declarou Zeilinger. “Mas o ponto é que, usando o entrelaçamento, você pode transferir todas as informações que são transportadas por um objeto para algum outro lugar onde o objeto é reconstituído”, explicou.

Aspect, professor associado da Universidade Paris-Saclay de 75 anos, expressou seu orgulho de unir-se a grandes nomes da física como Einstein, a quem atribuiu “parte do mérito” da descoberta do entrelaçamento.

A mecânica quântica é uma ciência contraintuitiva que descreve o mundo em escala extremamente pequena, onde as coisas podem existir simultaneamente, não existir e estar em algum ponto intermediário.

Gigantes da tecnologia como Google estão mobilizando um grande número de pesquisadores para criar a próxima geração dos chamados “computadores quânticos”, cuja potência de cálculo deveria permitir que resolvam problemas que, de outra forma, seriam impossíveis de solucionar.

“A primeira revolução quântica nos proporcionou transistores, semicondutores, computadores e lasers”, explicou à AFP Mohamed Bourennane, professor de informática quântica da Universidade de Estocolmo.

“Mas a segunda, baseada na superposição e entrelaçamento, nos permitirá no futuro ter computadores quânticos, ou inscrições quânticas úteis para obter imagens ou sensores”, acrescentou.

Os três vencedores, que dividirão a quantia de 10 milhões de coroas suecas (901.500 dólares), receberão o prêmio das mãos do rei Carl XVI Gustaf em uma cerimônia em Estocolmo em 10 de dezembro, aniversário da morte em 1896 do cientista Alfred Nobel, que criou a premiação em seu testamento.

No ano passado, a Academia Sueca premiou o japonês-americano Syukuro Manabe e o alemão Klaus Hasselmann por seus trabalhos nos modelos físicos da mudança climática, assim como o italiano Giorgio Parisi por seu trabalho sobre a interação de desordem e flutuações nos sistemas físicos.

Apenas quatro mulheres venceram o Nobel de Física, instituído em 1901: Marie Curie (1903), Maria Goeppert Mayer (1963), Donna Strickland (2018) e Andrea Ghez (2020).

Conheça os laureados com o Nobel de Física

– John Clauser (EUA) –

As primeiras lembranças de John Francis Clauser, nascido em 1942, são de espanto diante do equipamento do laboratório de seu pai, que criou o departamento de aeronáutica da Universidade Johns Hopkins, segundo contou ao American Institute of Physics (AIP) em 2002.

Clauser, aficionado por eletrônica que no Ensino Médio criou alguns dos primeiros videogames controlados por computador, escolheu estudar física na faculdade.

Em meados da década de 1960, interessou-se pelas ideias do pioneiro da mecânica quântica John Bell, que se esforçou para entender melhor o fenômeno do entrelaçamento, que é quando duas partículas se comportam como uma e podem afetar uma à outra, mesmo a grandes distâncias.

“Achei que era um dos artigos mais incríveis que já tinha lido e fiquei me perguntando, caramba, onde estão as evidências experimentais?”, comentou Clauser à rede PBS em 2018.

Clauser acreditava que poderia testar as ideias de Bell em um laboratório, mas os principais físicos da época responderam com desprezo generalizado.

Ele propôs o teste independentemente de sua tese sobre radioastronomia e o realizou com colaboradores em 1972, enquanto estava na Universidade da Califórnia em Berkeley.

Ao lançar lasers em átomos de cálcio para emitir fótons entrelaçados e medir suas propriedades, ele foi capaz de demonstrar com dados concretos que o que havia desafiado até mesmo a imaginação do grande Einstein era verdade.

– Alain Aspect (França) –

Como Clauser, Alain Aspect foi seduzido pela “claridade límpida” do teorema de Bell.

“A estranheza quântica dominou toda a minha vida como físico”, disse ele à AFP em uma entrevista de 2010.

Como estudante de doutorado, a Aspect baseou-se no trabalho de Clauser, refinando o experimento para eliminar possíveis lacunas em seu projeto. Publicou seus estudos em 1982.

Filho de um professor, Aspect nasceu em 1947 em um vilarejo da Gasconha e atualmente é professor do  Institut d’Optique (cátedra Augustin Fresnel), na Universidade Paris-Saclay e da Ecole Polytechnique.

Mas seu interesse pelo mundo quântico surgiu em um período de sua vida que passou longe da academia: ele havia ido para Camarões para completar três anos de serviço voluntário como professor.

Durante seu tempo livre, ele se deparou com um livro escrito por Claude Cohen-Tannoudji sobre o assunto (Cohen-Tannoudji ganhou o Nobel em 1997), que por sua vez o levou a Bell.

Em entrevista por telefone com a Fundação Nobel nesta terça-feira, Aspect destacou a composição internacional do trio premiado.

“É importante que os cientistas mantenham sua comunidade internacional em um momento em que (…) o nacionalismo está se consolidando em muitos países”, enfatizou.

– Anton Zeilinger (Áustria) –

Apelidado de “papa quântico”, o físico Anton Zeilinger, nascido em 1945 na cidade de Ried im Innkreis, tornou-se um dos cientistas mais famosos de seu país ao ter sucesso pela primeira vez em 1997 no teletransporte quântico de partículas de luz.

Um sucesso que foi rapidamente comparado ao “teletransporte” da série de TV Star Trek.

Usando as propriedades do emaranhamento quântico para criptografia, Zeilinger criptografou a primeira transação bancária por esse meio em Viena em 2004.

Em 2007, sua equipe criou pares de fótons entrelaçados e disparou um de cada par ao longo de 144 quilômetros entre as Ilhas Canárias de La Palma e Tenerife, para gerar uma chave criptográfica quântica.

A fama de Zeilinger decorre em parte de seu incansável talento docente: sempre disposto a popularizar seu conhecimento entre o público em geral, ele até iniciou o Dalai Lama em 2012 com entusiasmo contagiante.

Da Universidade de Viena, Zeilinger tem a cara de cientista: cabelos grisalhos, barba cerrada e pequenos óculos redondos.

Ele já havia recebido inúmeros prêmios e realmente não acreditava que um dia ganharia o Nobel. “Há tantos outros candidatos”, disse ele à Agência de Imprensa Austríaca (APA) há alguns anos.