Dois relógios atômicos são emaranhados pela 1ª vez na história

Considerados os instrumentos mais precisos do Universo para medir o tempo e a frequência, dois relógios atômicos foram quanticamente emaranhados pela primeira vez na história por cientistas da Universidade de Oxford, no Reino Unido. Isso significa que que as duas ferramentas foram interligadas de forma que as mudanças em uma passam a afetar instantaneamente a outra.

O princípio que regula os relógios atômicos ópticos são átomos controlados com extrema precisão por lasers. Como poucas coisas são tão confiáveis como o pulso de um átomo, cada "tic" do relógio equivale a uma alteração frequente e mensurável de energia na eletrosfera.

Relógio atômico em laboratório do Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), da Alemanha, que não foi usado no estudo (crédito: Shutterstock)

Com isso, esse tipo de relógio chega a ser centenas de milhões de vezes mais preciso do que nossos relógios domésticos. Por isso, comparar a frequência de precisão entre dois deles em locais separados permite "sondar a variação espaço-tempo de constantes fundamentais e as propriedades da matéria escura para realizar a geodésia", diz o estudo.

Por que o emaranhamento de relógios atômicos é importante?

Embora as leis da física quântica afirmem que medir a frequência do tique-taque com precisão perfeita seja uma tarefa impossível, diz o coautor do artigo Raghavendra Srinivas, se dois objetos fizerem parte de um sistema maior – como em uma troca de fótons com outros átomos – então todas as partes do sistema poderão fornecer um resultado relativamente previsível.

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Porém, sincronizar dois relógios atômicos é uma tarefa muito complicada porque, ao efetuar a medição, ocorrem perturbações que podem resultar em erros. Ou seja, entrelaçá-los implicaria em fazer menos medições.

No entanto, a equipe de pesquisadores de Oxford conseguiu a façanha ao emaranhar dois relógios atômicos, separados por 2 metros, com um átomo de estrôncio em cada um. Para isso, a equipe fez com que ambos os átomos emitissem uma luz azul, com um laser. Esses fótons tiveram seus estados quânticos manipulados por analisador de estado de Bell, um dos aparelhos mais importantes no processamento de informações quânticas fotônicas.

ARTIGO - Nature - DOI: s41586-022-05088-z