Um grupo de cientistas do instituto ETH Zurich, na Suíça, criou a superposição quântica mais pesada do mundo, abrindo caminho para o estudo dos efeitos quânticos em objetos macroscópicos (BILD, 2023).
O experimento — que foi apelidado de “gato de Schrödinger” mais pesado do mundo — basicamente consistiu em vibrar 100 quatrilhões de átomos em um cristal de safira do tamanho de um grão de areia.
Imagem: BILD, 2023.
O estudo pegou emprestado o apelido do famoso experimento mental do físico Erwin Schrödinger, no qual um gato é colocado em uma caixa com um frasco de veneno, que poderá ser derramado, ou não, dependendo de um dispositivo ativado por uma partícula em superposição.
De acordo com o experimento mental — e seguindo as regras da mecânica quântica — até que a caixa seja aberta e o gato seja observado, ele deve existir em uma superposição de estados, ou seja, o gato está morto e vivo ao mesmo tempo.
O “gato quântico” criado no novo estudo está sendo considerado a superposição mais pesada do mundo, pois o cristal, apesar de ter apenas 16 microgramas, é trilhões de vezes mais pesado do que as moléculas investigadas em outros estudos, além de ser visível a olho nu.
No experimento criado pelos pesquisadores, um cristal de safira devidamente preparado, foi conectado a um circuito supercondutor e inserido em um oscilador mecânico até que começasse a vibrar em uma superposição de duas direções ao mesmo tempo.
Para confirmar que haviam criado um “gato quântico”, os pesquisadores mediram a separação espacial dos dois estados vibratórios dentro do cristal.
Os instrumentos de medição mostraram que, embora as vibrações fossem subatômicas em escala, elas eram claramente distinguíveis de vibrações térmicas e quânticas aleatórias.
Segundo os pesquisadores, este experimento poderá nos ajudar a compreender porque a maioria dos efeitos quânticos desaparecem em escalas macroscópicas.
Além disso, esta nova abordagem poderia ter diversas aplicações, caso a massa do cristal de Schrödinger fosse aumentada, podendo ser usada para armazenar informações em computadores quânticos, procurar ondas gravitacionais e matéria escura.
O estudo foi publicado na revista Science e pode levar a uma melhor compreensão do mundo quântico e como ele se aplica ao nosso mundo macroscópico.
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Referências
BILD, Marius et al. Schrödinger cat states of a 16-microgram mechanical oscillator. Science, v. 380, n. 6642, p. 274-278, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 27 abr 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Novo gato de Schrödinger gigante reproduz efeitos quânticos em tamanho macroscópico. Ciência Mundo, abr 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.
