Então, eu estou aprendendo sobre emaranhamento quântico no meu curso quântico e tive uma idéia. Se o Big Bang é a criação de tudo - incluindo o tempo, e isso veio de uma única "fonte". Não seria possível que todas as partículas do universo se entrelaçam? E, talvez, não possamos observar esse emaranhado porque somos "dentro do sistema" que falamos. Não estamos todos conectados?
Eu sei que a última parte é brega, mas o ponto é sério.
Respostas:
De longe, a maioria das partículas no universo visível não é quântica emaranhada. Isso é óbvio pela observação, uma vez que, se todos os spins de elétrons, por exemplo, seriam entrelaçados, todos os elétrons girariam seu giro ao mesmo tempo, e não poderíamos observar estatísticas variáveis de spins de elétrons em uma amostra, resultando em graus variados de magnetismo, por exemplo: aplicação gradativa de campos magnéticos externos.
Um segundo exemplo: todos os átomos (bosônicos) de spin 0 formariam um condensado de Bose-Einstein não apenas próximo do zero absoluto, pois estariam no mesmo estado quântico e, portanto, no mais baixo.
A "fonte única" não é um único estado quântico. Na fase inicial do big bang, as temperaturas eram muito altas, permitindo uma quantidade enorme de possíveis estados quânticos em um pequeno volume. Sem garantia, você pode pensar no estado inicial do universo como uma superposição de todos os estados quânticos possíveis, cujas funções de onda entram em colapso em relação a um observador, considerando o observador como um estado quântico particular.
Dessa forma, chegamos à interpretação mundial da teoria quântica e a uma função de onda universal . Veja também um estado proposto de Hartle-Hawking como uma época pré-Planck do universo.
Se você tentar considerar algum estado hipotético de todas as partículas, esse estado está quase certamente entrelaçado. No entanto, isso não significa que você não possa (digamos) tratar duas partículas aleatoriamente como provavelmente independentes uma da outra - efetivamente não enredadas.
A definição padrão de um estado emaranhado é um estado que não é totalmente separável, isto é, um que não é uma mistura de probabilidade de estados do produto. Esta é apenas a versão quântica da noção de "variáveis aleatórias independentes" na teoria das probabilidades mais comuns. Assim, para qualquer sistema composto, quase todos os estados são emaranhados, pois os não-emaranhados são um subconjunto muito pequeno (medida zero) de todos os estados possíveis.
Por exemplo, sempre que você mede uma partícula com um aparelho, após a medição, o aparelho indica algo sobre o sistema medido. Assim, o estado conjunto do sistema "aparelho + partícula" composto não é separável porque suas partes não são independentes umas das outras. A medição produz um caso particular de emaranhamento entre a medição e a medida.
À medida que um sistema macroscópico interage com seu ambiente, as informações sobre ele se difundem no ambiente, produzindo emaranhamento entre partes do sistema e partes do ambiente. No geral, esse vazamento de informação é responsável pela decoerência quântica e pela segunda lei da termodinâmica. Mas sua natureza caótica significa que, para todos os propósitos práticos, essa informação é perdida, e podemos pensar na entropia aumentar como "informação ausente".
No entanto, se você escolher partículas aleatoriamente, as chances são impressionantes de que você pode tratá-las como essencialmente independentes - sem emaranhar. Intuitivamente, pode-se pensar em informações sobre algo que está se tornando tão confuso em seu ambiente em geral, que qualquer parte microscópica específica dele e seu ambiente não lhe dizem quase nada um do outro. Em outras palavras, eles seriam quase totalmente independentes um do outro - emaranhados.