Entrelaçamento quântico em escalas incrivelmente pequenas é descoberto

Pela primeira vez, foi revelado que quarks e glúons, componentes fundamentais dos prótons, experimentam o fenômeno
Rodrigo Mozelli09/01/2025 00h08
Ilustração de próton (a grande esfera dourada) colidindo com um elétron (esfera vermelha menor)
Ilustração de próton (a grande esfera dourada) colidindo com um elétron (esfera vermelha menor). (Imagem: Valerie Lentz/Brookhaven National Laboratory)
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Pesquisadores utilizaram colisões de partículas de alta energia para observar o interior dos prótons, que compõem os núcleos de todos os átomos. Pela primeira vez, foi revelado que quarks e glúons, componentes fundamentais dos prótons, experimentam o fenômeno do entrelaçamento quântico.

Representação de um átomo
Compartilhamento de informações, que define o entrelaçamento, ocorre entre grupos inteiros de partículas fundamentais, como quarks e glúons, em um próton (Imagem: Sergey Nivens/Shutterstock)

Entrelaçamento?

  • O entrelaçamento é um aspecto da física quântica que afirma que duas partículas interligadas podem influenciar instantaneamente o estado uma da outra, independentemente da distância entre elas, mesmo que estejam em lados opostos do Universo;
  • Albert Einstein, ao desenvolver suas teorias da relatividade, postulou que nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz, o que, teoricamente, tornaria impossível a natureza instantânea do entrelaçamento;
  • Como resultado, Einstein ficou tão intrigado com o fenômeno que o descreveu como “spukhafte Fernwirkung”, ou “ação fantasmagórica à distância“;
  • Apesar do ceticismo de Einstein, o entrelaçamento foi comprovado repetidamente;
  • Muitos desses testes focaram em aumentar as distâncias nas quais o entrelaçamento poderia ser demonstrado;
  • No entanto, este novo estudo tomou a direção oposta: investigou o entrelaçamento em uma distância de apenas um quatrilhão de metro, encontrando evidências de que ele ocorre dentro de prótons individuais.

Descobertas da equipe

A equipe do novo estudo descobriu que o compartilhamento de informações, que define o entrelaçamento, ocorre entre grupos inteiros de partículas fundamentais, como quarks e glúons, em um próton.

“Antes deste trabalho, ninguém havia analisado o entrelaçamento em um próton com dados experimentais de colisões de alta energia“, disse Zhoudunming Tu, físico do Brookhaven National Laboratory e membro da equipe, em comunicado.

“Por décadas, tínhamos visão tradicional do próton como coleção de quarks e glúons e nos concentrávamos em entender as chamadas propriedades de partículas individuais, incluindo como os quarks e glúons estão distribuídos dentro do próton. Agora, com as evidências de que quarks e glúons estão emaranhados, essa visão mudou. Temos, agora, um sistema muito mais complexo e dinâmico.”

Representação de átomo em uma mão
Novo estudo investigou o entrelaçamento em uma distância de apenas um quatrilhão de metro (Imagem: bigjom jom/Shutterstock)

O trabalho da equipe, resultado de seis anos de pesquisa, aprimora a compreensão científica sobre como o fenômeno influencia a estrutura dos prótons.

Rodrigo Mozelli é jornalista formado pela Universidade Metodista de São Paulo (UMESP) e, atualmente, é redator do Olhar Digital.