Em um experimento publicado em 2013, na revista New Journal of Physics, uma equipe de físicos, liderados por Yakir Aharonov, da Universidade Chapman nos EUA, introduz um “gato risonho”, como aquele do livro Alice no País das Maravilhas.
O fenômeno abordado, batizado de "Gato de Cheshire quântico", sugere que determinadas propriedades de partículas quânticas podam se separar de própria partícula.
O conceito foi testado em um interferômetro, ferramenta óptica que divide dois feixes de luz e depois os recombina, em um padrão de interferência. O que os autores tentavam provar é que uma partícula poderia seguir um caminho enquanto sua propriedade (como spin ou polarização) seguiria outro, da mesma forma que o enigmático sorriso do gato de Alice.
Novo experimento do gato de Cheshire quântico
Medindo a propriedade de uma partícula em uma das duas câmaras de um cilindro.Fonte: Amanda Montañez/Divulgação
No entanto, mesmo após a teoria ter sido confirmada, com experimentos posteriores realizados com nêutrons e fótons, o fenômeno gerou debates acalorados na comunidade científica.
Os críticos argumentam que os efeitos poderiam ser explicados usando princípios quânticos já conhecidos (como a dualidade onda-partícula ou os efeitos de interferência), sem a necessidade de criar um novo fenômeno.
Para não recorrer a "medições fracas", um dos principais argumentos dos seus críticos, Aharonov e seus colegas propuseram recentemente uma nova abordagem teórica. Nesse cenário, eles confinaram uma partícula em um lado de um cilindro dividido. Dessa forma, o spin da partícula pôde ser detectado no outro lado, mesmo sem a partícula ter atravessado a divisória.
Como era de se esperar, o novo teste gerou interesse, mas também novas críticas. Uma delas, no físico alemão Holger Hofmann, da Universidade de Hiroshima, no Japão, questiona se o experimento prova mesmo essa transferência "desencarnada" de spin. Outro crítico, o brasileiro Pablo Saldanha, da UFMG, afirma que "todos os resultados podem ser explicados [...] como simples efeitos de interferência", explica à Scientific American.
Possíveis aplicações do gato de Cheshire quântico
O gato de Cheshire quântico foi testado com o uso de um interferômetro de onda de matéria.Fonte: Tobias Denkmayr et al., 2014.
Coautor do novo estudo, publicado na revista Physical Review A, o físico Sandu Popescu, da Universidade de Bristol na Inglaterra, que também colaborou com Aharonov no artigo de 2013, defende a nova abordagem: "Nós desenvolvemos um método completamente novo para combinar informações de medições antes e depois do experimento", afirma à Scientific American.
Argumentando que "ninguém entende a mecânica quântica", o físico afirma que há questões mais amplas quando o assunto envolve a natureza da realidade em escalas subatômicas e os limites de nossa capacidade de medir e interpretar esses fenômenos. Embora as posições de Saldanha e Hofmann estejam corretas, eles podem estar "perdendo o ponto" central da discussão, ao focar em aspectos secundários, diz.
Popescu defende que, sem entrar no mérito se os eventos estão corretos ou não, ele acredita que o conceito de gato de Cheshire quântico poderia facilitar novas aplicações tecnológicas, como a transferência de informações ou energia sem necessidade de mover uma partícula física, não só de luz, mas também de matéria.
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