Einstein's brilliant mistake: Entangled states - Chad Orzel

O erro brilhante de Einstein: Estados entrelaçados - Chad Orzel

Tradutor: Gabriel M. F. Revisor: Ruy Lopes Pereira

Albert Einstein teve um papel fundamental no lançamento da mecânica quântica,

Albert Einstein played a key role in launching quantum mechanics

through his theory of the photoelectric effect

com sua teoria do efeito fotoelétrico,

but remained deeply bothered by its philosophical implications.

porém permaneceu muito incomodado com as implicações filosóficas.

And though most of us still remember him for deriving E=MC^2,

E embora a maioria de nós ainda lembre dele pela fórmula E=MC^2,

his last great contribution to physics was actually a 1935 paper,

na verdade sua última grande contribuição à Física foi um artigo, de 1935,

coauthored with his young colleagues Boris Podolsky and Nathan Rosen.

feito em parceria com seus jovens colegas Boris Podolsky e Nathan Rosen.

Regarded as an odd philosophical footnote well into the 1980s,

Visto como uma estranha nota filosófica de rodapé até meados dos anos 80,

this EPR paper has recently become central to a new understanding of quantum physics,

esse artigo EPR se tornou essencial a um novo entendimento da física quântica,

with its description of a strange phenomenon

por sua descrição de um estranho fenômeno

now known as entangled states.

agora conhecido como "estados entrelaçados".

The paper begins by considering a source that spits out pairs of particles,

O artigo começa considerando uma fonte que emita pares de partículas,

each with two measurable properties.

cada um com duas propriedades mensuráveis.

Each of these measurements has two possible results

Cada uma dessas medições tem dois possíveis resultados,

of equal probability.

de igual probabilidade.

Let's say zero or one for the first property,

Digamos, 0 ou 1 para a primeira propriedade

and A or B for the second.

e A ou B para a segunda.

Once a measurement is performed,

Quando uma medição é realizada,

subsequent measurements of the same property in the same particle

as medições subsequentes da mesma propriedade na mesma partícula

will yield the same result.

vão fornecer o mesmo resultado.

The strange implication of this scenario

A estranha implicação dessa situação

is not only that the state of a single particle

não é que apenas o estado de uma partícula

is indeterminate until it's measured,

é indeterminado até que seja medido,

but that the measurement then determines the state.

mas também que a medição, por sua vez, determina o estado.

What's more, the measurements affect each other.

E além disso, uma medição afeta a outra.

If you measure a particle as being in state 1,

Medindo-se que uma partícula se encontra no estado 1

and follow it up with the second type of measurement,

e em seguida efetuando o segundo tipo de medição,

you'll have a 50% chance of getting either A or B,

haverá 50% de chance de se obter A ou B.

but if you then repeat the first measurement,

Mas se em seguida você repetir a primeira medição,

you'll have a a 50% chance of getting zero

você terá 50% de chance de obter 0,

even though the particle had already been measured at one.

embora a partícula já tenha sido medida como 1.

So switching the property being measured scrambles the original result,

Portanto, trocar a propriedade sendo medida embaralha o resultado original,

allowing for a new, random value.

permitindo obter um valor novo e aleatório.

Things get even stranger when you look at both particles.

Isso fica ainda mais estranho quando analisamos as duas partículas.

Each of the particles will produce random results,

Cada uma delas vai produzir resultados aleatórios,

but if you compare the two,

mas se você comparar os dois

you will find that they are always perfectly correlated.

vai descobrir que eles são sempre perfeitamente correlatos.

For example, if both particles are measured at zero,

Por exemplo: se ambas as partículas forem medidas como 0,

the relationship will always hold.

o relacionamento sempre se manterá.

The states of the two are entangled.

Os estados das duas são entrelaçados.

Measuring one will tell you the other with absolute certainty.

Medindo uma delas se obtém a medição da outra com absoluta segurança.

But this entanglement seems to defy Einstein's famous theory of relativity

Mas esse entrelaçamento parece desafiar a famosa teoria da relatividade de Einstein,

because there is nothing to limit the distance between particles.

pois nada limita a distância entre as partículas.

Se você medir uma delas em Nova Iorque, ao meio-dia,

If you measure one in New York at noon,

and the other in San Francisco a nanosecond later,

e a outra em São Francisco, um nanossegundo depois,

they still give exactly the same result.

você vai obter exatamente o mesmo resultado.

But if the measurement does determine the value,

Mas se a medição determina mesmo o valor,

then this would require one particle sending some sort of signal to the other

isso requer que uma partícula envie algum tipo de sinal para a outra

at 13,000,000 times the speed of light,

13 milhões de vezes mais rápido do que a velocidade da luz,

which according to relativity, is impossible.

o que, de acordo com a teoria da relatividade, é impossível.

For this reason, Einstein dismissed entanglement as "spuckafte ferwirklung,"

Por isso, Einstein descartou o entrelaçamento

como "spukhafte fernwirkung",

or spooky action at a distance.

ou "ação fantasmagórica à distância".

He decided that quantum mechanics must be incomplete,

Concluiu que a mecânica quântica era incompleta,

a mere approximation of a deeper reality in which both particles

uma mera aproximação de uma realidade mais profunda, onde ambas as partículas

have predetermined states that are hidden from us.

possuem estados predeterminados, ocultos de nós.

Supporters of orthodox quantum theory lead by Niels Bohr

Os defensores da teoria quântica ortodoxa, liderados por Niels Bohr,

maintained that quantum states really are fundamentally indeterminate,

afirmavam que os estados quânticos são mesmo, por natureza, indeterminados,

and entanglement allows the state of one particle

e o entrelaçamento permite que o estado de uma partícula

to depend on that of its distant partner.

dependa do estado de sua parceira distante.

For 30 years, physics remained at an impasse,

Por trinta anos, a Física permaneceu num impasse,

until John Bell figured out that the key to testing the EPR argument

até que John Bell percebeu que a chave para testar o argumento do EPR

was to look at cases involving different measurements on the two particles.

era analisar casos envolvendo várias medições das duas partículas.

The local hidden variable theories favored by Einstein, Podolsky and Rosen,

As teorias das variáveis ocultas locais, apoiadas por Einstein, Podolsky e Rosen,

strictly limited how often you could get results like 1A or B0

limitavam estritamente a frequência de possíveis resultados como 1A ou B0

because the outcomes would have to be defined in advanced.

porque os resultados precisariam ser definidos de antemão.

Bell showed that the purely quantum approach,

Bell mostrou que a abordagem puramente quântica,

where the state is truly indeterminate until measured,

na qual o estado fica realmente indeterminado até que seja medido,

has different limits and predicts mixed measurement results

possui limites diferentes e prevê resultados de medições mistos

that are impossible in the predetermined scenario.

que são impossíveis na situação pré-determinada.

Once Bell had worked out how to test the EPR argument,

Assim que Bell elaborou a forma de testar o argumento EPR,

physicists went out and did it.

os físicos o colocaram em prática.

Beginning with John Clauster in the 70s and Alain Aspect in the early 80s,

Começando com John Clauser nos anos 70 e com Alain Aspect no início dos anos 80,

dozens of experiments have tested the EPR prediction,

dezenas de experimentos testaram a previsão EPR,

and all have found the same thing:

e todos descobriram a mesma coisa:

quantum mechanics is correct.

a mecânica quântica está certa.

The correlations between the indeterminate states of entangled particles are real

As correlações entre os estados indeterminados

de partículas entrelaçadas são reais

and cannot be explained by any deeper variable.

e não explicáveis por nenhuma variável mais profunda.

[O QUE É O AMOR?]

The EPR paper turned out to be wrong but brilliantly so.

O artigo EPR acabou se mostrando equivocado, mas de forma brilhante.

By leading physicists to think deeply about the foundations of quantum physics,

Ao levar os físicos a refletir profundamente

sobre os fundamentos da física quântica,

it led to further elaboration of the theory

ele levou a maiores elaborações da teoria

and helped launch research into subjects like quantum information,

e ajudou a lançar as pesquisas sobre temas como informação quântica,

now a thriving field with the potential to develop computers of unparalleled power.

hoje um campo próspero,

com potencial de desenvolver computadores de poder inigualável.

Unfortunately, the randomness of the measured results

Infelizmente, a aleatoriedade dos resultados obtidos

prevents science fiction scenarios,

impede cenários de ficção científica

like using entangled particles to send messages faster than light.

como usar partículas entrelaçadas para enviar mensagens

mais rápido do que a velocidade da luz.

So relativity is safe, for now.

Portanto a relatividade está segura, por enquanto.

But the quantum universe is far stranger than Einstein wanted to believe.

Mas o universo quântico é muito mais estranho do que Einstein queria crer.