A sobreposição quântica macroscópica sairá do papel?

5th January 2016
Source: Stanford
Posted By : Enaie Azambuja
A sobreposição quântica macroscópica sairá do papel?

Pesquisadores da Universidade de Stanford ampliaram o recorde para a sobreposição quântica macroscópica (a ideia de se estar em dois lugares, ou estados, ao mesmo tempo) de 1 para 54 centímetros, ao lançarem uma nuvem sobrearrefecida dos átomos de rubídio, todos no mesmo estado, 10 metros dentro do ar com o uso de um laser. Os resultados foram publicados na revista Nature.

A sobreposição quântica é um dos princípios fundamentais da mecânica quântica. O princípio afirma que estados quânticos válidos podem ser unidos e o resultado será um outro estado quântico válido. O curioso formato de interferência dos fótons no famoso experimento da dupla fenda é uma consequência observável da sobreposição.

No entanto, na cultura popular, quando falamos de sobreposição logo pensamos no gato de Schrödinger. Um gato em uma caixa fechada com um veneno – que é ativado por um certo processo quântico imprevisível – está igualmente vivo e morto até que a caixa seja aberta. O gato e os seus átomos não estão em dois estados distintos, mas pelo fato de o sistema estar isolado e governado pela mecânica quântica, as descrições "morto" e "vivo" são perfeitamente válidas.

Sistemas macroscópicos são geralmente complexos demais para "sobrepor", então, o grupo de Stanford criou uma nuvem de Condensado de Bose-Einstein com dez mil átomos sobrearrefecidos de rubídio. Quando a substância está em estado Condensado de Bose-Einstein, todos os seus átomos estão no mesmo estado, e os fenômenos quânticos tornam-se aparentes a nível macroscópico. 

Os cientistas utilizaram um laser para enviar a nuvem de Condensado de Bose-Einstein a cerca de dez metros de altura para dentro de uma câmara super-resfriada. Isto fez com que os átomos entrassem em um de dois estados possíveis: um estado fundamental (a energia mínima possível para os átomos) ou a um estado mais excitado. Os cientistas observaram que quando a nuvem alcançava o topo, os dois estados estavam perfeitamente misturados e separados por 54 centímetros. Depois, os cientistas permitiram com que a nuvem voltasse ao ponto inicial ao descer para o fundo da câmara, onde eles observaram que a nuvem estava em sobreposição; cada átomo parecia estar caindo de ambos dez metros e nove metros e 46 centímetros.

Embora essa conquista seja incrível, ainda não está claro se objetos macroscópicos podem ser dispostos em sobreposição. Ainda assim, a habilidade de sobrepor grandes grupos de átomos permitiria a ocorrência de melhores testes de relatividade e gravidade geral e, até mesmo, futuros detectores de ondas gravitacionais. 


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