Cientistas da Universidade de Queensland, na Austrália, demonstraram que, em termos de mecânica quântica, dois eventos diferentes podem ocorrer simultaneamente. A quebra da relação causal foi demonstrada usando a polarização dos fótons em um interferômetro. Isso é relatado pela Science.
No decorrer do estudo, os físicos passaram os fótons por um interferômetro - dispositivo com o qual um feixe de radiação eletromagnética é dividido em vários feixes que viajam por diferentes caminhos ópticos (A e B). Eventualmente, os dois feixes se reúnem e se sobrepõem, resultando em interferência. O setup foi montado de forma que, com a polarização vertical, o fóton escolha o caminho esquerdo, depois volte e atinja o lado direito do interferômetro. Com a polarização horizontal, a partícula segue primeiro o caminho certo e depois à esquerda.
No entanto, com a polarização diagonal, a onda quântica que descreve a posição do fóton "se divide", movendo-se ao longo de ambos os caminhos simultaneamente. Os componentes polarizados vertical e horizontalmente seguem primeiro seu próprio caminho, voltam e vão para o caminho adjacente. Assim, ambos os componentes passam por cada caminho ao mesmo tempo, ou seja, o fóton parece percorrer os dois caminhos simultaneamente. No final de cada caminho, o fóton se divide novamente, com um componente voltando e o outro saindo da configuração.
Layout / imagem da experiência: Arxiv.org
Nesse caso, é muito difícil determinar qual evento precede o outro: ou o retorno dos componentes polarizados ao início dos caminhos cria a aparência da passagem de um fóton ao longo de A e B simultaneamente (o fóton passa primeiro por um caminho e depois pelo outro), ou a divisão de um fóton "dividido" em no final de cada um dos caminhos causa um retorno único dos componentes ao início de cada caminho (e então o fóton realmente viaja ao longo dos dois caminhos simultaneamente).
Para resolver esse problema, os cientistas realizaram uma série de experimentos, cada vez inserindo lentes adicionais na instalação, que mudam a distribuição espacial do feixe de luz. Isso permite que você mude a polarização do fóton no momento em que as ondas quânticas são novamente sobrepostas umas às outras. Se cada fóton do feixe passou primeiro por um caminho e depois por outro, a polarização final do fóton deve corresponder a um certo valor. No entanto, os pesquisadores descobriram que era impossível determinar experimentalmente qual evento realmente causa o outro. Em outras palavras, ambos os processos são causa e efeito um do outro.
