Da mecânica quântica à relatividade: esta experiência de entrelaçamento quântico detecta a rotação terrestre
Este avanço abre novas perspectivas na interseção da mecânica quântica e da relatividade geral, ultrapassando os limites da sensibilidade dos sensores baseados no entrelaçamento.
Crédito: Marco Di Vita
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.