Um dos mais conhecidos e ao mesmo intrigantes princípios da mecânica quântica é o da incerteza, formulado por Werner Heisenberg. Ele estipula que, se a posição de uma partícula quântica é conhecida exatamente, então sua velocidade (ou mais precisamente seu momento linear) é completamente indeterminada.
Este segue sendo um fato incontornável do mundo quântico. Contudo, um trabalho publicado em 24 de janeiro no “Physical Review Letters” por um quarteto de pesquisadores no Brasil, no Peru e na Alemanha apresenta um modo interessante de lidar com essa limitação fundamental.
“Neste trabalho nós demonstramos que esta importante peculiaridade da mecânica quântica é perdida quando considera-se medições realizadas por detectores realísticos com resolução finita”, explica Daniel S. Tasca, do Instituto de Física da Universidade Federal Fluminense (UFF), em Niterói (RJ). “Demonstramos também em um experimento realizado no Laboratório de Óptica Quântica da UFF que é possível recuperar esta máxima complementaridade com uma redefinição conveniente dos observáveis quânticos.”
Para que possamos compreender como isso foi possível, Tasca nos convida a um experimento mental. Imagine uma linha reta dividida em segmentos. O comprimento desses segmentos é a precisão com a qual é possível medir a posição da partícula. Mesmo que se possa imaginar detetores muito pequenos, a posição nunca pode ser conhecida exatamente. Consequentemente, a indeterminação do seu momento linear torna-se menor.
“Na nossa prescrição, nós dividimos as linhas que representam a posição e o momento da partícula em um número finito de regiões definidas por segmentos arranjados periodicamente”, explica Tasca. “Essa redefinição dos observáveis usufrui da propriedade de que, se a posição é exatamente determinada em uma destas regiões periódicas, então seu momento é completamente indeterminado em relação a um conjunto de regiões também definidas periodicamente na linha dos momentos.”
Segundo Tasca, relações de complementaridade máxima são cruciais em implementações de protocolos de processamento de informação quântica, tais como computação e criptografia quânticas. “Portanto, nosso trabalho abre novas possibilidades para a utilização dos graus de liberdade de posição e momento da partícula nestes protocolos.”
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