Cientistas colocam metal em dois lugares ao mesmo tempo pela primeira vez

Nanopartículas metálicas de sódio com 5 mil a 10 mil átomos foram colocadas em superposição, mantendo interferência quântica.
As partículas tinham cerca de oito nanômetros de diâmetro e foram resfriadas e expostas a lasers ultravioleta para chegar ao estado quântico.
O experimento atingiu um recorde de macroscopicidade, ampliando os limites de quântica para objetos maiores.
O estudo, publicado na Nature, contou com pesquisadores da Universidade de Viena e da Universidade de Duisburg-Essen.
A pesquisa aponta potenciais aplicações em sensores ultrassensíveis, computação quântica e nanotecnologia, caso efeitos quânticos persistam em escalas maiores.

O estudo mostra que nanopartículas metálicas podem existir em estados de superposição, ocupando mais de um lugar ao mesmo tempo. O feito foi apresentado em publicação na revista Nature, envolvendo pesquisadores que utilizaram nanopartículas de sódio com milhares de átomos. Mesmo com tamanho maior que o usual em experimentos quânticos, as partículas exibiram interferência típica da mecânica quântica. A pesquisa sugere que leis quânticas podem valer em escalas maiores do que as tradicionalmente estudadas.

As partículas, com diâmetro de cerca de 8 nanômetros, foram resfriadas a temperaturas extremamente baixas e submetidas a grades criadas com lasers ultravioleta. O resultado foram padrões de interferência que indicam superposição quântica, reforçando a ideia de que fenômenos quânticos podem persistir em agregados metálicos relativamente grandes. O experimento combinou técnicas de resfriamento e controle de estados quânticos em sistemas macroscópicos.

Como foi o experimento

Pesquisadores da Universidade de Viena e da Universidade de Duisburg-Essen conduziram o teste com nanopartículas de sódio entre 5 mil e 10 mil átomos. Em condições controladas, as partículas foram colocadas em estado de superposição ao passarem por estruturas de laser, gerando padrões de interferência compatíveis com o comportamento ondulatório da matéria. O estudo alcançou um marco técnico ao observar interferência em escala maior do que a usual.

Implicações e próximos passos

Os resultados fortalecem a noção de macroscopicidade, medida que avalia o quão intensamente um experimento desafia a fronteira entre mundo quântico e clássico. Pesquisadores aguardam testar partículas ainda maiores para avaliar se os efeitos quânticos persistem. Entre as aplicações potenciais estão sensores ultrassensíveis, avanços em computação quântica e novas técnicas de medição em nanotecnologia. O grupo conduzido por Sebastian Pedalino, Markus Arndt, Stefan Gerlich e Klaus Hornberger continua a investigação.