Um mundo quântico menor e mais misterioso ousa desafiar nossas idéias fundamentais sobre tempo e espaço sob a superfície de uma realidade familiar. Neste mini-mundo, os conceitos de “antes” e “depois” literalmente se dissolvem, então dois eventos podem preceder e ter sucesso um no outro. Isto é, o evento A pode ocorrer antes de B. e vice-versa.
Essa ideia é chamada de “comutação quântica” e foi proposta pela primeira vez em 2009. Experiências anteriores mostraram que A é capaz de preceder ou ser realizado no Evento B, mas o estudo não pode confirmar que dois cenários ocorreram no mesmo local.
Para identificar exatamente onde essas violações causais ocorreram, os pesquisadores implementaram um switch quântico com uma arquitetura ligeiramente diferente. O novo design permitiu demonstrar experimentalmente que A ocorre antes e depois do evento B, não apenas ao mesmo tempo, mas também no mesmo local. Os cientistas programaram e observaram como um fóton (uma partícula quântica de luz) se move ao longo de um alvo, capaz de escolher um de dois modos.
Um fóton é considerado uma partícula e uma onda. Se os cientistas o usassem com polarização horizontal (as ondas oscilam), então o fóton teria que ir A e depois retroceder para ir B (isto é, A aconteceu antes de B). Se estamos falando de um fóton vertical, então B vem primeiro, e então A (B se torna realidade antes de A). No entanto, no mundo quântico dominado pelo fenômeno bizarro da superposição. Nele, os fótons são capazes de ser polarizados horizontal e verticalmente. Aqui, novamente, é lembrado o famoso paradoxo do gato de Schrödinger, no qual, no mundo quântico, ele pode estar vivo e morto.
É verdade que há um truque: os físicos não podem ver ou medir o que os fótons fazem. O fato é que o próprio ato de medir destrói a superposição, porque forçará os fótons a escolher em que ordem seguir. Em vez disso, os pesquisadores usaram uma série de "obstáculos", na forma de elementos ópticos (lentes e prismas), o que indiretamente tornou os dois eventos distinguíveis.
Quando os fótons passaram pelos caminhos, as lentes e os prismas mudaram a forma das ondas de cada fóton. Isso transformou sua polarização (direção). No final da jornada você pode medir a nova polarização. A equipe criou diferentes elementos óticos para realizar muitos testes com vários parâmetros. A combinação de medições serviu como uma “testemunha causal” - o valor tornou-se negativo se os fótons passassem pelos dois caminhos simultaneamente.
Descobriu-se que quando os fótons estavam em um estado de superposição, a testemunha causal tornou-se negativa, indicando que os fótons viajaram nos dois sentidos. Ou seja, para eles "antes" e "depois" não existiam.
