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Nanotecnologia

Recorde na superposição quântica nubla fronteira entre quântico e clássico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/09/2019

Recorde na superposição quântica nubla fronteira entre quântico e clássico
Ilustração artística da deslocalização das moléculas massivas usadas no experimento.
[Imagem: Yaakov Fein/Universidade de Viena]

Recorde na superposição quântica

O princípio da superposição quântica - que afirma que um sistema físico existe em todos os estados teoricamente possíveis simultaneamente até que ele seja medido e então "colapse" em um deles - foi demonstrado em uma escala nunca antes vista.

Físicos da Universidade de Viena, na Áustria, colocaram em superposição duas moléculas quentes e complexas, compostas por quase dois mil átomos cada uma.

O efeito da superposição já havia sido demonstrado para fótons, elétrons, nêutrons, átomos e até pequenas moléculas, mas nunca nessa escala.

Além de a superposição ser considerada "o coração da mecânica quântica", nas palavras de Richard Feynman, a escala é importante porque lida com uma questão que os físicos e filósofos têm debatido desde os primeiros dias da mecânica quântica: onde fica a fronteira em que os estranhos efeitos quânticos deixam de funcionar, e o mundo passa a se comportar da forma "clássica" com a qual todos nós estamos familiarizados.

Na verdade, este experimento, com moléculas enormes - mais de 25.000 unidades de massa atômica cada uma -, já foi suficiente para colocar restrições a várias propostas de respostas a essa questão, bem como a algumas teorias alternativas à mecânica quântica.

Fronteira entre quântico e clássico

Uma classe de modelos que se propõe a reconciliar a eventual transição de um regime quântico para um regime clássico prevê que a função de onda de uma partícula entra em colapso espontaneamente com uma taxa proporcional à sua massa ao quadrado.

A demonstração experimental de que uma superposição é mantida para uma partícula pesada por um determinado período de tempo coloca diretamente limites sobre a frequência e a localização desse processo de colapso. Neste experimento, as moléculas permaneceram em superposição por mais de 7 milissegundos, tempo suficiente para ampliar os limites interferométricos aos modelos quânticos alternativos em mais de dez vezes.

"Nossos experimentos mostram que a mecânica quântica, com toda a sua estranheza, também é incrivelmente robusta, e estou otimista de que experimentos futuros a testem em uma escala ainda mais massiva. A linha entre o quântico e o clássico está ficando cada vez mais embaçada," disse o professor Yaakov Fein.

Bibliografia:

Artigo: Quantum superposition of molecules beyond 25 kDa
Autores: Yaakov Y. Fein, Philipp Geyer, Patrick Zwick, Filip Kialka, Sebastian Pedalino, Marcel Mayor, Stefan Gerlich, Markus Arndt
Revista: Nature Physics
DOI: 10.1038/s41567-019-0663-9






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