A fronteira entre o mundo macroscópico e o fascinante reino quântico tem sido palco de descobertas incríveis nas últimas décadas.
Uma conquista notável foi alcançada recentemente por uma equipe de físicos liderada pelo renomado Max Althön, da Universidade de Kaiserslautern-Landau.
Pela primeira vez na história, os pesquisadores conseguiram criar moléculas em forma de trilobita no laboratório, abrindo portas para um entendimento mais profundo da atividade quântica dos elétrons (ALTHÖN, 2023).
Estas moléculas intrigantes, conhecidas como moléculas trilobitas de Rydberg, são derivadas de átomos Rydberg, que são átomos altamente excitados.
Ao manipular átomos de rubídio ultra-resfriados a uma temperatura próxima do zero absoluto, a equipe usou lasers para elevar alguns desses átomos a estados Rydberg.
O resultado? Uma dança quântica única, onde elétrons, em órbitas distantes, colaboram para formar estruturas moleculares com propriedades extraordinárias.
A singularidade das moléculas Rydberg trilobita reside não apenas em sua forma reminiscente de trilobita, mas também em suas características quânticas únicas.
Diferentemente das moléculas convencionais, essas moléculas não obedecem às ligações químicas tradicionais.
A atração entre os átomos é estabelecida por meio de um processo quântico peculiar conhecido como espalhamento quântico.
Aqui, o elétron Rydberg em rápida órbita em torno do núcleo colide com o átomo em estado fundamental, criando uma atração efetiva entre eles.
O tamanho impressionante dessas moléculas, com um raio orbital do elétron ultrapassando um micrômetro, as torna maiores do que muitas bactérias.
Através da manipulação controlada da energia, os cientistas conseguiram criar essa nova classe de moléculas, fornecendo uma visão sem precedentes da física quântica em ação.
O momento dipolo elétrico dessas moléculas Rydberg trilobita é outro aspecto notável.
Com um valor superior a 1.700 debye, esse momento dipolo é muito maior do que o observado em moléculas convencionais, como a água, que possui um valor inferior a 2 debye.
Essa característica torna essas moléculas altamente atraentes para aplicações em processamento de informações quânticas, onde a polaridade das moléculas desempenha um papel crucial.
Além de seu potencial revolucionário em tecnologias quânticas, as moléculas Rydberg trilobita oferecem uma nova janela para a exploração da diversidade molecular em diferentes espécies.
A capacidade de criar e investigar essas estruturas em laboratório proporciona aos cientistas uma ferramenta valiosa para entender o comportamento quântico em uma escala molecular.
Essa descoberta não apenas desafia nossas concepções convencionais de ligações moleculares, mas também promete avanços inovadores em tecnologias quânticas e uma compreensão mais profunda dos segredos quânticos que permeiam o universo microscópico.
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Referências
ALTHÖN, Max et al. Exploring the vibrational series of pure trilobite Rydberg molecules. Nature Communications, v. 14, n. 1, p. 8108, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 26 dez 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Moléculas trilobitas criadas em laboratório pela primeira vez. Ciência Mundo, dez 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
