Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/07/2016
Esquema do experimento que gerou o primeiro holograma de um único fóton - um holograma quântico.
[Imagem: FUW/dualcolor.pl/jch]
Mas agora você pode apagar todas essas "crenças", porque uma equipe de físicos da Universidade de Varsóvia, na Polônia, acaba de superar todos os desafios e aplicar os conceitos da holografia clássica para o mundo dos fenômenos quânticos - eles criaram o primeiro holograma quântico.
"Nós realizamos um experimento relativamente simples para medir e visualizar algo incrivelmente difícil de observar: o formato da frente de onda de um único fóton," resume o professor Radoslaw Chrapkiewicz.
Para criar um holograma, uma onda de luz de referência é sobreposta a uma outra onda do mesmo comprimento de onda, mas refletida de um objeto tridimensional - para essa superposição, os picos e vales das duas ondas são deslocados em diferentes graus para diferentes pontos da imagem.
O problema de ir reduzindo os feixes de luz até o mínimo possível, até um fóton apenas - para criar um holograma de um fóton individual - é que a fase dos fótons individuais continua a flutuar, o que torna a interferência clássica com outros fótons algo impossível.
[Imagem: FUW/Grzegorz Krzyewski]
Assim, o experimento "simples" da equipe é um importante passo para melhorar nossa compreensão dos princípios fundamentais da mecânica quântica.
"Nosso experimento é um dos primeiros a permitir observar diretamente um dos parâmetros fundamentais da função de onda do fóton - a sua fase - nos levando um passo mais perto de compreender o que a função de onda realmente é," disse Michal Jachura, principal idealizador do holograma quântico.
O experimento começou com um par de fótons, com frentes de onda planas e polarizações perpendiculares. A polarização diferente tornou possível separar os fótons em um cristal e tornar um deles "desconhecido" curvando sua frente de onda com uma lente cilíndrica.
Os fótons foram então refletidos por espelhos e direcionados para um divisor de feixe, um cristal de calcita, que não altera o sentido dos fótons polarizados verticalmente, mas desloca os fótons polarizados horizontalmente - a fim de fazer com que cada direção fosse igualmente provável, e para certificar-se de que o cristal funcionava mesmo como um divisor de feixe, os planos de polarização dos fótons foram inclinados em 45 graus antes de entrarem no divisor.
Repetindo as medições várias vezes, os físicos obtiveram uma imagem de interferência correspondente ao holograma do fóton desconhecido visto a partir de um único ponto no espaço - surgia diante de seus olhos, ou de seus instrumentos, o primeiro holograma de um único fóton, um holograma quântico.
"É difícil responder a esta pergunta hoje. Todos nós - eu me refiro aos físicos - devemos primeiro botar nossas cabeças para funcionar para entender esta nova ferramenta. É provável que aplicações reais da holografia quântica não apareçam por algumas décadas ainda, mas se há uma coisa que podemos ter certeza é que elas serão surpreendentes," disse o professor Konrad Banaszek.