É a luz feita de ondas, ou partículas? Esta questão fundamental tem perseguido cientistas há décadas, porque a luz parece ser ambos. No entanto, até agora, as experiências têm revelado que a luz actua tanto como uma partícula ou uma onda, mas nunca ambos ao mesmo tempo.
Agora, pela primeira vez, um novo tipo de experiência tem mostrado a luz a comportar-se como uma partícula e uma onda simultaneamente, proporcionando uma nova dimensão ao dilema que pode ajudar a revelar a verdadeira natureza da luz, e de todo o mundo quântico.
O debate remonta pelo a Isaac Newton, que defendia que a luz era feita de partículas, e James Clerk Maxwell, cujo sucesso da teoria do eletromagnetismo, unificando as forças de eletricidade e magnetismo numa só, se baseou num modelo da luz como uma onda. Então, em 1905, Albert Einstein explicou um fenómeno chamado efeito fotoelétrico usando a ideia de que a luz era feita de partículas chamadas fotões (descoberta que lhe valeu o Prémio Nobel de Física).
Em última análise, há boas razões para pensar que a luz é uma partícula e uma onda. Na verdade, o mesmo parece ser verdade sobre todas as partículas subatómicas, incluindo electrões e quarks e até mesmo o recém-descoberto bosão de Higgs. A ideia é a chamada dualidade onda-partícula, e é um princípio fundamental da teoria da mecânica quântica.
Dependendo do tipo de experiência que é utilizada, a luz, ou qualquer outro tipo de partículas, comporta-se como uma partícula ou como uma onda. Até ao momento, ambos os aspectos da natureza da luz não têm sido observados ao mesmo tempo. Agora, pela primeira vez, os investigadores têm desenvolvido um novo tipo de aparelhos de medição que podem detetar tanto de partícula e onda-como o comportamento, simultaneamente. O dispositivo conta com um estranho efeito quântico chamado quântica de não-localidade, uma noção contra-intuitiva, que se resume à ideia de que a mesma partícula pode existir em dois locais ao mesmo tempo.
"O aparelho de medição de não-localidade certificou que o fotão se comportou, simultaneamente, como uma onda e uma partícula na nossa experiência", disse o físico Alberto Peruzzo, da Universidade de Bristol, Inglaterra. "Isso representa uma refutação forte de modelos em que o fotão é tanto uma onda ou uma partícula". Peruzzo é o autor principal de um artigo a descrever a experiência, publicado a 2 de Novembro na revista Science.
A experiência depende ainda de outro aspecto estranho da mecânica quântica - a ideia de entrelaçamento quântico. Duas partículas podem se enroscar, de modo que as ações executadas por uma partícula afetam a outra. Deste modo, os investigadores foram capazes de permitir que os fotões no ensaio atrasassem a escolha de serem partículas ou ondas.
