Fótons entrelaçados quanticamente revelaram recentemente a rotação da Terra graças a uma experiência inovadora conduzida por uma equipe liderada por Philip Walther da Universidade de Viena.
Este avanço abre novas perspectivas na interseção da mecânica quântica e da relatividade geral, ultrapassando os limites da sensibilidade dos sensores baseados no entrelaçamento.
Os interferômetros de Sagnac ópticos, conhecidos por sua precisão incomparável, desempenham um papel crucial na medição de velocidades de rotação há décadas. No entanto, interferômetros que utilizam o entrelaçamento quântico prometem uma sensibilidade ainda maior, embora seu potencial tenha sido limitado pela natureza delicada do entrelaçamento.
A experiência vienense superou essa barreira construindo um gigantesco interferômetro de Sagnac com fibra óptica, capaz de manter um baixo nível de ruído estável por várias horas. Isso permitiu a detecção de pares de fótons entrelaçados de alta qualidade, superando a precisão dos interferômetros anteriores por um fator de mil.
Em um interferômetro de Sagnac, duas partículas que se movem em direções opostas em uma trajetória fechada atingem o ponto de partida em momentos diferentes. Com partículas entrelaçadas, o efeito é amplificado, comportando-se como se fossem uma única partícula testando simultaneamente as duas direções e acumulando duas vezes o atraso temporal.
Para isolar o sinal de rotação da Terra, os pesquisadores dividiram a fibra óptica em duas partes iguais conectadas por um interruptor óptico. Ao ligar e desligar esse interruptor, conseguiram neutralizar o sinal de rotação.
Esta experiência, realizada no âmbito da rede de pesquisa TURIS, demonstrou a interação entre os sistemas em rotação e o entrelaçamento quântico com uma precisão mil vezes superior às experiências anteriores. Este trabalho abre caminho para futuras melhorias e novas explorações do entrelaçamento quântico nas curvaturas do espaço-tempo.
Fonte: Science Advances