Cientistas alcançam um ‘salto quântico no Tempo’: A luz se move para frente e para trás no tempo
Pela primeira vez, os físicos fizeram a luz parecer se mover simultaneamente para frente e para trás no tempo.
A nova técnica pode ajudar os cientistas a melhorar a computação quântica e entender a gravidade quântica.
Ao dividir um fóton, ou pacote de luz, usando um cristal óptico especial, duas equipes independentes de físicos alcançaram o que descrevem como um “salto quântico no tempo”, no qual um fóton existe em estados de tempo para frente e para trás.
O efeito é resultado da convergência de dois estranhos princípios da mecânica quântica, as regras contraintuitivas que regem o comportamento do muito pequeno.
O primeiro princípio, a superposição quântica, permite que partículas minúsculas existam em muitos estados diferentes, ou diferentes versões de si mesmas, ao mesmo tempo até que sejam observadas.
A segunda, carga, paridade e reversão do tempo (CPT) (simetria de carga, paridade e reversão do tempo), afirma que qualquer sistema contendo partículas obedecerá às mesmas leis físicas, mesmo que as cargas, coordenadas espaciais e movimentos no tempo das partículas são invertidos como através de um espelho.
Combinando esses dois princípios, os físicos produziram um fóton que parecia viajar simultaneamente ao longo e contra a seta do tempo.
Eles publicaram os resultados de seus experimentos gêmeos em 31 de outubro e 2 de novembro no servidor de pré-impressão arXiv, o que significa que os resultados ainda precisam ser revisados por pares.
Teodor Strömberg, físico da Universidade de Viena e primeiro autor de um dos artigos, disse em um comunicado:
“O conceito de seta do tempo vem dar uma palavra à aparente unidirecionalidade do tempo que observamos no mundo macroscópico que habitamos. Na realidade, isso está em conflito com muitas das leis fundamentais da física, que geralmente são simétricas no tempo e, portanto, não têm uma direção de tempo preferida. A segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia de um sistema, um análogo aproximado de sua desordem, deve aumentar. Conhecida como a “flecha do tempo”, a entropia é uma das poucas quantidades da física que faz o tempo ir em uma determinada direção”.
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Essa tendência à desordem no universo explica por que é mais fácil misturar ingredientes do que separá-los. É também graças a essa desordem crescente que a entropia está tão intimamente ligada ao nosso senso de tempo.
O trabalho também deriva possibilidades teóricas. Uma futura teoria da gravidade quântica, que ligaria a relatividade geral e a mecânica quântica, deveria incluir partículas de orientações de tempo mistas como as deste experimento, e poderia dar aos pesquisadores um vislumbre de alguns dos fenômenos mais misteriosos do universo.
Giulio Chiribella, físico da Universidade de Oxford e principal autor do outro artigo, disse à Live Science:
“Uma boa maneira de colocar isso é dizer que nosso experimento é uma simulação de cenários exóticos nos quais um fóton pode evoluir para frente e para trás no tempo. O que fazemos é um análogo de alguns experimentos que simulam física exótica, como a física de buracos negros ou viagens no tempo.”
No futuro, experimentos como esse podem ajudar a abrir as portas para um novo mundo de descobertas quânticas.
Será que a viagem no tempo vai finalmente ser possível?
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