“Bactéria de Schrödinger” pode ser um marco na biologia quântica

(dr) kuleuvenblogt.be

Conceito artístico do entrelaçamento quântico de dois átomos

Uma análise de um grupo de investigação da Universidade de Oxford, no Reino Unido, alegou sucesso no entrelaçamento de bactérias com fotões, as partículas de luz.

A equipa estudou uma experiência realizada em 2016 por David Coles, da Universidade de Sheffield. De acordo com o artigo, publicado a 10 de outubro no Journal of Physics Communications, a assinatura de energia produzida na experiência pode ser consistente com os sistemas fotossintéticos da bactéria, tornando-se emaranhados com a luz.

Em suma, parece que certos fotões estavam simultaneamente a atingir e perder moléculas fotossintéticas dentro da bactéria – uma característica distintiva do entrelaçamento.

“Os nossos modelos mostram que o fenómeno é um traço do entrelaçamento entre a luz e certos graus de liberdade dentro das bactérias”, disse a física quântica Chiara Marletto.

O fenómeno paradoxal conhecido como sobreposição quântica postula que uma partícula possa parecer estar em dois lugares ao mesmo tempo e que duas partículas podem tornar-se “entrelaçadas”, partilhando informações através de distâncias arbitrariamente grandes através de um mecanismo desconhecido.

Por mais estranho que pareça, o conceito foi experimentalmente validado inúmeras vezes em escalas quânticas. Já no mundo macroscópico, as coisas são bem diferentes.

Ninguém jamais testemunhou uma estrela, um planeta ou um gato em sobreposição quântica, ou em estado de entrelaçamento quântico – o gato de Schrödinger, por exemplo, é um experiência do pensamento, ou seja, teórica.

Desde a formulação inicial da teoria quântica, no início do século XX, que os investigadores se perguntam onde é que os mundos microscópico e macroscópico se podem cruzam.

Nas últimas duas décadas, o campo emergente da biologia quântica procurou respostas para estas questões, realizando experiências com organismos vivos que pudessem sondar os limites da teoria quântica.

Estas experiências já renderam resultados promissores, mas inconclusivos. No início deste ano, por exemplo, cientistas mostraram que o processo de fotossíntese pode envolver alguns efeitos quânticos. A forma como cheiramos também sugerem efeitos quânticos que podem ocorrer de maneiras incomuns nos seres vivos.

Até agora ninguém conseguiu levar todo um organismo vivo a mostrar efeitos quânticos como emaranhamento ou sobreposição quântica.

No trabalho de Coles, a equipa prendeu centenas de bactérias fotossintéticas entre dois espelhos, encolhendo progressivamente a distância entre os espelhos até chegar a apenas algumas centenas de nanómetros – menos do que a largura de um cabelo humano.

Fazendo incidir a luz branca entre os espelhos, os investigadores esperavam fazer com que as moléculas fotossintéticas dentro das bactérias se unissem ou interagissem com a cavidade, significando que absorveriam, emitiriam e reabsorveriam continuamente os fotões saltitantes. Sucesso: pelo menos seis bactérias fizeram o que se esperava.

Entrando no mundo quântico

No seu artigo, Marletto argumenta que as bactérias se tornaram “emaranhadas” com a luz dentro da cavidade. Aparentemente, certos fotões estavam simultaneamente a atingir e a perder moléculas fotossintéticas dentro da bactéria.

De acordo com outro autor do estudo, Tristan Farrow, esta é a primeira vez que tal efeito foi vislumbrado num organismo vivo. “Certamente é fundamental para demonstrar que estamos a caminho de uma bactéria de Schrödinger”, afirmou.

Como as bactérias utilizadas no estudo residem no oceano profundo, onde há escassez de luz, este fenómeno pode até estimular adaptações evolutivas da mecânica quântica para impulsionar a fotossíntese.

Ressalvas

Em primeiro lugar, a evidência para o emaranhamento nesta experiência é circunstancial, ou seja, depende de como se escolhe interpretar a luz na cavidade. Marletto reconhece que um modelo clássico livre de efeitos quânticos também poderia explicar os resultados.

Além disso, um modelo “semiclássico” mais realista, usando as leis de Newton para as bactérias e as quânticas para fotões, não pode reproduzir o resultado real que Coles observou.

Por fim, as energias das bactérias e do fotão foram medidas coletivamente, não de forma independente, o que é uma limitação, segundo sustenta Simon Gröblacher, físico da Universidade de Tecnologia de Delft, que não fez parte do estudo.

“Parece haver algo quântico a acontecer. Mas, geralmente, para demonstrar entrelaçamento, é preciso medir os dois sistemas independentemente para confirmar que qualquer correlação quântica entre eles é genuína”.

PARTILHAR

2 COMENTÁRIOS

RESPONDER

Armazém flutuante. A China está a guardar petróleo no mar (e já se sabe porquê)

A China está a guardar uma quantidade épica de petróleo no mar. De acordo com a CNN, o país comprou tanto petróleo estrangeiro a preços baratos que formou um congestionamento maciço de navios-tanque no mar, …

Peregrinos em Meca proibidos de tocar ou beijar a Caaba por causa da covid-19

Os muçulmanos que vão participar na peregrinação a Meca não poderão tocar ou beijar a Caaba nem a "pedra negra", presentes na Grande Mesquita, local considerado como um dos mais sagrados pelo Islão, informaram as …

Países Baixos continuam a abater milhares de martas. 20 quintas afetadas pela pandemia

Esta segunda-feira, as autoridades holandesas abateram milhares de martas em mais duas fazendas onde foram detetados surtos de covid-19. Esta segunda-feira, as autoridades abateram milhares de martas em mais duas fazendas, sendo agora 20 as quintas …

Cientistas criam robô para fazer testes à covid-19 (e proteger os profissionais de saúde)

O Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM) desenvolveu um novo robô de coleta remota de amostras que elimina o contacto direto entre os profissionais de saúde e os pacientes, potencialmente infetados com o novo …

"Não use desodorizante". A peculiar estratégia de Berlim para promover o uso de máscaras nos transportes públicos

"Não use desodorizante". Esta é a peculiar campanha adotada pela empresa que controla os transportes públicos em Berlim, na Alemanha, para promover o uso correto de máscaras, evitando assim novos casos de covid-19.  Tal como escreve …

Vírus pode ter estado adormecido antes de surgir na China, diz investigador de Oxford

O novo coronavírus pode ter estado adormecido algures no mundo antes de ter surgido na China, defendeu o investigador da Universidade de Oxford, Tom Jefferson, apontando para várias descobertas de amostras do vírus em Espanha, …

Federer sente falta de Wimbledon. "Deu-me tudo"

Roger Federer admitiu sentir a falta de Wimbledon, o torneio do "Grand Slam" que, se não tivesse sido cancelado devido à pandemia de covid-19, estaria a decorrer em Londres. O tenista suíço Roger Federer admitiu, esta …

Vanessa Guillen foi espancada até à morte. Jovem soldado tinha dito à mãe que era vítima de assédio

Vanessa Guillen foi vista pela última vez a 22 de abril, pouco tempo depois de confessar à mãe que estava a ser assediada por um sargento. O principal suspeito da morte da jovem suicidou-se e …

Presidente da Câmara do Funchal envia carta a Boris Johnson a defender a Madeira

O presidente da Câmara do Funchal escreveu uma carta a Boris Johnson, na qual realça "alguns argumentos fortes" a favor da Madeira como destino de férias para os cidadãos do Reino Unido. O presidente da Câmara …

Livros pró-democracia desapareceram das bibliotecas de Hong Kong

Livros escritos por importantes ativistas da democracia de Hong Kong começaram a desaparecer das bibliotecas da cidade, avança a agência noticiosa francesa AFP, citando registos online destes espaços. Os livros pró-democracia desapareceram das prateleiras da …