O estranho fenômeno do emaranhamento

O famoso artigo EPR, publicado em 1935 por Einstein, Podolsky e Rosen, apontou que, segundo a mecânica quântica, partículas que interagem em algum momento ficam vinculadas ("emaranhadas") de tal modo que experimentos feitos com qualquer uma delas determinam propriedades das demais, não importando quão longe estejam.

Essa conclusão repugnava a Einstein, para quem a realidade é necessariamente local. Em sua opinião, a falha estaria na própria mecânica quântica: existiriam "variáveis ocultas", desconsideradas por essa teoria, que explicariam os fatos experimentais sem necessidade de apelar para "ações fantasmagóricas à distância".

Mas a resposta de Niels Bohr ao artigo EPR, publicada no mesmo ano, convenceu a maioria dos especialistas de que estava tudo bem. Entre os convencidos contava-se o norte-americano David Bohm (1917–1992).

Membro do Partido Comunista, Bohm foi investigado pelo Comitê de Atividades Antiamericanas do Congresso dos Estados Unidos e chegou a ser preso. Embora tenha sido inocentado, a Universidade de Princeton não renovou o seu contrato e nem mesmo Einstein conseguiu que ele fosse aceito no Instituto de Estudos Avançados.

Incapaz de encontrar emprego no seu país, Bohm veio para o Brasil, onde foi acolhido pelo Instituto de Física da USP, tendo inclusive adquirido a cidadania brasileira. Posteriormente, mudou-se para Israel e para o Reino Unido.

Em 1957, ele já não achava a explicação de Bohr satisfatória. Com o aluno Yakir Aharonov, publicou outra versão do paradoxo EPR que tinha mais chances de ser verificada experimentalmente. A ideia era focar em propriedades como o spin, que tomam um número finito de valores.

Um elétron e um pósitron são criados a partir de um fóton de luz e logo se movem em direção a dois observadores afastados, Alice e Beto. O spin de cada um tem dois valores possíveis, +1/2 ou -1/2, ambos com 50% de probabilidade. Mas, como o pósitron é a antipartícula do elétron, os spins ao longo de qualquer direção têm de ser simétricos. Logo, se Alice verificar que o spin do elétron ao longo de uma dada direção é +1/2, isso basta para sabermos que o spin do pósitron ao longo dessa direção é -1/2, então Beto não precisa medir nada. A informação parece ser "transmitida" instantaneamente de uma partícula para a outra, ainda que estejam a milhões de anos-luz de distância.

Mas e se Beto medir o spin do pósitron ao longo de uma direção diferente? Entra em cena o último protagonista desta história, o físico e matemático irlandês John Bell (1928–1990). Só que esta coluna é curta demais para terminar a história hoje.