Experiência com átomos isolados mostra que Einstein estava errado

Einstein desafiou as bases da mecânica quântica ao defender que seria possível observar o percurso de um fotão sem perturbar o seu comportamento ondulatório. Mais de um século depois, uma equipa do MIT realizou uma versão altamente refinada da clássica experiência da dupla fenda.... Einstein estava errado!

Investigadores do MIT realizaram aquela que consideram ser a experiência de dupla fenda mais “idealizada” até hoje, reforçando a ideia de que Einstein poderá ter estado errado na sua interpretação deste fenómeno.

Do século XIX à era quântica: a experiência que abalou a visão clássica da luz

A experiência original, conduzida por Thomas Young em 1801, consistia em fazer incidir luz sobre duas fendas, observando-se um padrão de interferência que evidenciava o comportamento ondulatório da luz, contrariando a visão de Newton de que a luz era composta apenas por partículas, ou “corpúsculos”.

No entanto, quando se tenta detetar por qual das fendas passa a luz, esse padrão desaparece, revelando antes um comportamento de partícula.

Einstein, embora tenha ganho o Nobel pelo efeito fotoelétrico (que mostra que a luz também se comporta como partícula, o fotão), acreditava que seria possível medir o caminho do fotão sem destruir o padrão de interferência. Niels Bohr discordava, baseando-se no princípio da incerteza de Heisenberg.

As experiências feitas desde então, incluindo as que usaram molas, demonstraram que a tentativa de deteção destrói invariavelmente o padrão de interferência. Agora, uma nova experiência reforça esta conclusão.

Átomos ultrafrios e correlações quânticas reforçam a teoria de Bohr

Os cientistas do MIT estudaram átomos ultrafrios, dispostos numa grelha cristalina com ajuda de lasers. Cada átomo, suficientemente afastado dos vizinhos, funcionava como uma “fenda individual”.

Ao passarem luz entre pares de átomos, reproduziram o efeito da dupla fenda. Ajustando a “fixação” dos átomos, verificaram que, quanto mais “difusos” estavam, mais se comportavam como partículas – como previsto pela mecânica quântica.

Segundo o investigador Vitaly Fedoseev, o importante não são as molas, mas sim a “indefinição” quântica dos átomos. Isto implica que é necessário um modelo mais profundo, baseado em correlações quânticas entre fotões e átomos.

Apesar da sua complexidade, a mecânica quântica continua a descrever com maior precisão os fenómenos observáveis. O estudo foi publicado na Physical Review Letters.