Do físicos conseguiu criar a maior superposição quântica já observada com 7.000 átomos de sódio. O experimento, descrito em Naturezademonstra que as propriedades quânticas não estão limitadas a objetos tão pequenos quanto se possa imaginar.
Na nossa escala, os objetos são muito complexos e interagem demais entre si para manter superposições de estados. A questão para os físicos é: qual é o limite para observar propriedades quânticas? A teoria quântica não corrige nada e agora sabemos que vários milhares de átomos podem apresentar um estado de superposição.
Partículas que se comportam como ondas
Concretamente, os físicos criaram aglomerados compostos por 7.000 átomos de sódio, cada um com cerca de oito nanômetros de tamanho. Este conjunto de cluster foi resfriado a -196°C e colocado em um vácuo quase perfeito antes de ser enviado para um interferômetro. Este é composto por três redes de feixes de laser que se comportam como fendas finas e regulares. Os clusters de sódio foram enviados pela primeira rede e pronto, surpresa! Em vez de seguir uma trajetória única como faria uma bola de gude, cada “grão” na verdade se comportou como uma onda.
As ondas seguiram trajetórias distintas de 133 nanômetros, explicam os pesquisadores. Uma distância muito maior que o tamanho de um cluster, o que significa que ele foi verdadeiramente deslocalizado. Os átomos de sódio passaram então por um segundo conjunto de fendas que fez com que as ondas, detectadas pela última grade, interferissem em um padrão característico da superposição quântica.
Dois anos de espera
Observar tal efeito com um objeto composto por milhares de átomos é um grande desafio técnico. A menor interação com um molécula de gásUm campo elétrico parasita ou um ligeiro desalinhamento é suficiente para destruir o frágil estado quântico. A equipe também levou dois anos para poder observar o sinal.
Após esta experiência bem-sucedida com 7.000 átomos de sódio, os pesquisadores querem saber se é possível que um vírus tenha propriedades quânticas. © Axel Kock, Adobe Stock
Os pesquisadores agora estão trabalhando para mover o matéria biológico na mesma configuração experimental. Alguns vírus são comparáveis em tamanho aos aglomerados de sódio, mas geralmente são mais frágeis, tornando a experimentação mais complicada.
Se a experiência recente mostrar que o física quântica não se limita ao tamanho, a observação de propriedades quânticas na matéria biológica provaria que pode ser aplicada a moléculas complexas e, porque não, a seres vivos.