Simulações de viagem no tempo funcionam e melhoram experimentos científicos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/10/2023

De volta para o futuro não, mas de volta para o passado dá certo - algumas vezes.
[Imagem: Gabe Raggio/Pixabay]

De volta para o passado

É possível simular o que poderia acontecer se alguém pudesse viajar para trás no tempo, indo para o passado, em vez de para o futuro. Para isso, basta usar o conhecido fenômeno do entrelaçamento quântico, uma característica da mecânica quântica que faz com que as partículas fiquem intrinsecamente ligadas e mantenham essa conexão qualquer que seja a distância que elas possam se separar a seguir.

E essa simulação traz grandes benefícios para os cientistas, que podem, em alguns casos, alterar retroativamente os parâmetros passados dos seus experimentos - as ações passadas do cientista, em outras palavras - e, com isso, melhorar os resultados que ele obtém no presente.

Curiosamente - embora que apenas teoricamente - o mesmo pode ser verdade para especuladores do mercado financeiro e para apostadores em jogos de azar.

Ainda que a maioria das leis básicas da física não tenha problemas com a direção do tempo - elas têm simetria temporal - se as partículas podem viajar para trás no tempo ou não ainda é um tema controverso entre os físicos. Contudo, já foram feitas diversas simulações de como esses loops de espaço-tempo poderiam se comportar caso existam na realidade.

Resolver problemas do passado

Agora, um trio de físicos conectou a teoria da viagem no tempo à metrologia quântica, que utiliza a teoria quântica para fazer medições altamente sensíveis. Os resultados mostram que o entrelaçamento quântico permite não apenas resolver os problemas das propostas de voltar no tempo, como sobretudo permite resolver problemas práticos que de outra forma parecem impossíveis de serem solucionados.

"Imagine que você deseja enviar um presente para alguém: Você precisa enviá-lo no primeiro dia para ter certeza de que chegará no terceiro dia. No entanto, você só recebe a lista de desejos dessa pessoa no segundo dia. Então, neste cenário, que respeita a cronologia, é impossível você saber com antecedência o que ela vai querer de presente e ter certeza de enviar o presente certo.

"Agora imagine que você pode alterar o que envia no primeiro dia com as informações da lista de desejos recebida no segundo dia. Nossa simulação usa manipulação do entrelaçamento quântico para mostrar como você pode alterar retroativamente suas ações anteriores para garantir que o resultado final seja o que você deseja," explicou o professor David Shukur, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Há estudos que defendem que você não vai poder voltar no tempo, mas há também outros que demonstram que a viagem no tempo está liberada e que você não conseguirá mudar a história.
[Imagem: Pixabay]

Simulando a viagem no tempo

A simulação é baseada no entrelaçamento quântico, que consiste em fortes correlações que as partículas podem compartilhar: Se duas partículas ficarem próximas o suficiente uma da outra para interagir, elas podem permanecer conectadas mesmo depois de separadas por qualquer distância. Esta é a base da computação quântica, que usa partículas interconectadas para realizar cálculos complexos demais para os computadores clássicos.

"Na nossa proposta, um experimentalista entrelaça duas partículas," disse Nicole Halpern, da Universidade de Maryland, nos EUA. "A primeira partícula é então enviada para ser usada em um experimento. Ao obter novas informações, o experimentalista manipula a segunda partícula para alterar efetivamente o estado passado da primeira partícula, mudando o resultado do experimento."

Para dar relevância tecnológica à sua simulação, os físicos conectaram seu modelo à metrologia quântica. Em um experimento comum de metrologia quântica, partículas de luz (fótons) são direcionados para uma amostra e então registrados com um tipo especial de câmera de alta velocidade.

Para que este experimento seja eficiente, os fótons devem ser preparados de uma certa maneira antes de chegarem à amostra. Os pesquisadores demonstraram que, simulando a viagem para o passado, é possível descobrir como preparar melhor os fótons depois que eles já atingiram a amostra, voltarem ao passado para alterar retroativamente os fótons originais, e então obter uma maior eficiência no experimento.

Outra pesquisa relacionada propõe que a viagem no tempo não gera paradoxos.
[Imagem: Anne Goodsell/Tommi Hakala]

Efeitos práticos

O resultado é impressionante, mas, por algum motivo que os físicos ainda não compreendem, o processo só funciona uma vez em cada quatro tentativas - em outras palavras, a viagem para o passado tem apenas 25% de chance de dar certo. A equipe sugere que é possível contornar essa ineficiência enviando não um fóton de cada vez, mas uma enxurrada deles, e então usar um filtro para garantir que os fótons corretos passem para a câmera, enquanto o filtro rejeita o restante dos fótons "ruins".

"Considere nossa analogia anterior sobre os presentes," disse Aidan McConnell, do Instituto Federal de Tecnologia (ETH) da Suíça. "Digamos que enviar presentes seja barato e que possamos enviar vários pacotes no primeiro dia. No segundo dia, saberemos qual presente deveríamos ter enviado. Quando os pacotes chegarem, no terceiro dia, um em cada quatro presentes estará correto, e nós os selecionamos informando ao destinatário quais entregas devem ser descartadas."

Parece bom o suficiente para experimentos com fótons, e é necessário ressaltar que a teoria demonstrada agora só funciona mesmo para esses casos envolvendo partículas quânticas. "Nós não estamos propondo uma máquina de viagem no tempo, mas sim um mergulho profundo nos fundamentos da mecânica quântica. Essas simulações não permitem que você volte e altere seu passado, mas permitem que você crie um amanhã melhor, resolvendo os problemas de ontem," disse Shukur.

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