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Nanotecnologia

Máquina quântica é escolhida a descoberta do ano pela Science

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/12/2010

Máquina quântica é escolhida a descoberta do ano pela Science
Esta máquina quântica aparentemente simples abre o caminho para que se discuta os limites da mecânica quântica e até mesmo o nosso próprio sentido do que é a realidade.
[Imagem: O'Connel et al.]

Clássico e quântico

Até o ano de 2010, todos os objetos construídos pelo homem moviam-se seguindo as leis da mecânica clássica.

No início deste ano, porém, um grupo de cientistas criou a primeira máquina quântica, um dispositivo visível a olho nu que se move de uma forma que só pode ser descrita pela mecânica quântica, segundo as leis que regem o comportamento das coisas muito pequenas, como moléculas, átomos e partículas subatômicas.

O Site Inovação Tecnológica anunciou o feito, na reportagem Mecânica quântica aplica-se ao movimento de objetos macroscópicos, destacando então que se tratava de um experimento histórico.

Agora, a revista Science decidiu eleger a criação dessa primeira máquina quântica como sendo o avanço científico mais significativo do ano de 2010 - a propósito, o artigo que descreveu a descoberta foi publicado na revista Nature.

Máquina quântica

A máquina quântica tem uma aparência muito simples: uma pequena haste metálica, semelhante à extremidade de um estilete, fixada de modo a vibrar no interior de um sulco escavado em um material semicondutor - tecnicamente trata-se de um ressonador mecânico.

Com a máquina quântica pronta, os cientistas resfriaram-na até que ela atingisse seu estado fundamental de energia, que é o estado de menor energia permitida pelas leis da mecânica quântica - de resto um objetivo longamente perseguido pelos físicos.

Em seguida, os cientistas injetaram na máquina quântica um único quantum de energia, um fónon, a menor unidade física de vibração mecânica, provocando-lhe o menor grau de excitação possível.

Então verificaram aquilo que era previsto pela mecânica quântica: a máquina quântica, visível a olho nu, vibrava muito e vibrava pouco ao mesmo tempo, um fenômeno absolutamente bizarro, que só pode ser explicado pela mecânica quântica (veja o artigo indicado acima para mais detalhes).

Sentido da realidade

A máquina quântica prova que os princípios da mecânica quântica podem ser aplicados ao movimento de objetos macroscópicos, assim como às partículas atômicas e subatômicas. Ela fornece o primeiro passo fundamental rumo à obtenção de um controle completo sobre as vibrações de um objeto no nível quântico.

Tal controle sobre o movimento de um dispositivo deverá permitir aos cientistas manipularem esses movimentos minúsculos, de forma parecida com o que eles fazem hoje ao manipular as correntes elétricas e as partículas de luz.

Por sua vez, essa capacidade poderá permitir a criação de novos dispositivos para controlar os estados quânticos da luz, detectores de força ultrassensíveis e, em última instância, abrirá o caminho para que se discuta os limites da mecânica quântica e até mesmo o nosso próprio sentido do que é a realidade.

Por exemplo, a mecânica quântica permite que uma partícula esteja em dois lugares ao mesmo tempo. Um experimento assim poderia nos dizer porque algo grande como um ser humano não pode conseguir o mesmo feito - ou poderia?

Bibliografia:

Artigo: Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator
Autores: A. D. O’Connell, M. Hofheinz, M. Ansmann, Radoslaw C. Bialczak, M. Lenander, Erik Lucero, M. Neeley, D. Sank, H. Wang, M. Weides, J. Wenner, John M. Martinis, A. N. Cleland
Revista: Nature
Data: April 2010
Vol.: 464, 697-703
DOI: 10.1038/nature08967






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