O entrelaçamento quântico é um dos fenômenos mais intrigantes e misteriosos da física moderna. Descrito por Albert Einstein como uma “ação fantasmagórica à distância”, ele desafia tudo o que pensamos saber sobre espaço, tempo e separação entre objetos. Mas afinal, o que é o entrelaçamento quântico e como ele realmente funciona?
Neste artigo, vamos desvendar esse conceito passo a passo, de forma acessível, porém precisa, para mostrar como partículas podem permanecer conectadas mesmo a grandes distâncias — e por que isso não viola as leis da física.
O que é o entrelaçamento quântico?
O entrelaçamento quântico (ou “emaranhamento quântico”, em algumas traduções) é uma ligação especial entre duas ou mais partículas. Quando duas partículas estão entrelaçadas, o estado de uma está diretamente relacionado ao estado da outra, não importa a distância entre elas.
Por exemplo, imagine dois elétrons criados juntos em um experimento. Eles podem ser colocados em um estado de entrelaçamento em que o spin de um depende do spin do outro. Se você medir que um tem spin para cima, o outro terá spin para baixo — instantaneamente.
Uma analogia simples
Imagine que você e um amigo receberam cada um uma caixa trancada, contendo uma luva: uma é a esquerda, outra é a direita. As caixas são enviadas para locais distantes — digamos, você vai para o Brasil, seu amigo para o Japão.
Nenhum de vocês sabe qual luva está em qual caixa, mas assim que você abrir a sua e vir que é a luva esquerda, instantaneamente saberá que seu amigo tem a luva direita, mesmo a milhares de quilômetros de distância.
A diferença, porém, é que no mundo quântico, as luvas não “decidiram” o que são até o momento da abertura da caixa. Ou seja, elas existem em superposição até que alguém as observe — e a observação de uma define o estado da outra.
O experimento de Bell
Na década de 1960, o físico John Bell formulou um teste — conhecido como Desigualdades de Bell — para verificar se os efeitos do entrelaçamento poderiam ser explicados por “variáveis ocultas locais”, ou se eram realmente fenômenos quânticos.
Ao longo dos anos, vários experimentos confirmaram que os resultados violam as Desigualdades de Bell, ou seja, o entrelaçamento não pode ser explicado por teorias clássicas com variáveis escondidas. Isso fortaleceu a interpretação quântica do fenômeno.
A não localidade
O entrelaçamento parece sugerir que a informação está sendo transferida de uma partícula para a outra mais rápido que a velocidade da luz, o que contraria a Teoria da Relatividade de Einstein.
Contudo, os físicos ressaltam que nenhuma informação útil é transmitida diretamente — ou seja, não é possível usar o entrelaçamento para enviar mensagens instantâneas, o que impede que se viole o princípio da causalidade.
Ainda assim, o simples fato de que partículas podem ter comportamentos correlacionados sem nenhuma comunicação clássica entre elas desafia nossa noção de espaço e tempo.
O papel da função de onda
No formalismo da mecânica quântica, partículas entrelaçadas compartilham uma função de onda conjunta. Isso significa que, mesmo que estejam separadas fisicamente, o estado total do sistema só pode ser descrito por um conjunto único de probabilidades.
Medir uma das partículas colapsa a função de onda do sistema todo, determinando instantaneamente o estado da outra.
Exemplos práticos de entrelaçamento
O entrelaçamento não é apenas um conceito teórico — ele está sendo aplicado em áreas de tecnologia de ponta, como:
- Criptografia quântica: utiliza o entrelaçamento para detectar qualquer tentativa de espionagem em canais de comunicação.
- Computação quântica: qubits entrelaçados são usados para realizar cálculos em paralelo e aumentar a eficiência dos algoritmos.
- Teletransporte quântico: um processo experimental que transfere o estado quântico de uma partícula para outra distante, usando entrelaçamento e comunicação clássica.
O paradoxo EPR
Em 1935, Einstein, Podolsky e Rosen publicaram um artigo — conhecido como paradoxo EPR — questionando se a mecânica quântica era completa. Eles propuseram que se partículas entrelaçadas realmente existissem, isso implicaria em “ações à distância” incompatíveis com o realismo local.
A conclusão do paradoxo EPR era que a teoria quântica deveria ser incompleta — mas os experimentos posteriores mostraram que a natureza parece realmente funcionar de forma não local.
Entrelaçamento em larga escala
Inicialmente, o entrelaçamento era observado apenas em partículas subatômicas, mas experimentos recentes conseguiram entrelaçar até moléculas e átomos inteiros.
Em 2020, cientistas conseguiram entrelaçar pares de fótons a mais de mil quilômetros de distância, em testes feitos com satélites. Isso abre caminho para a criação de uma internet quântica global, segura e instantânea.
Mistério ou nova realidade?
O entrelaçamento quântico ainda levanta muitas questões filosóficas:
- A realidade existe independentemente da observação?
- Espaço e tempo são propriedades fundamentais ou emergentes?
- Existe uma conexão “oculta” entre partículas no universo?
Embora ainda haja muito a ser compreendido, o que sabemos até agora aponta para um universo profundamente interconectado.
Conclusão surpreendente: tudo pode estar entrelaçado
Alguns físicos teorizam que, no Big Bang, todas as partículas do universo estavam entrelaçadas em algum nível. Isso levanta a possibilidade de que tudo no universo compartilhe uma conexão profunda, embora invisível.
Essa ideia, ainda especulativa, une ciência e filosofia em uma visão mais ampla da existência: talvez a separação entre as coisas seja apenas uma ilusão criada pela nossa percepção limitada.
