Cientistas “ouvem” dois átomos a conversar

TU Delft / Scixel

Uma equipa de cientistas da Delft University of Technology, em colaboração com a RWTH Aachen University e o Research Center Jülich, conseguiu intercetar uma “conversa” entre dois átomos. 

Os átomos não falam, mas podem interagir um com o outro, principalmente se estiverem em causa átomos magnéticos. Pela primeira vez, cientistas da Delft University of Technology (Holanda), em colaboração com a RWTH Aachen University (Alemanha) e o Research Center Jülich (Alemanha), conseguiram intercetar uma dessas “conversas atómicas”.

“Cada átomo tem um pequeno momento magnético chamado spin. Os spins influenciam-se uns aos outros, como as agulhas da bússola. Se empurrar um deles, os átomos vão começar a mover-se de uma maneira muito específica”, explicou o líder da investigação, Sander Otte, citado pelo Phys.

“De acordo com as leis da mecânica quântica, cada spin pode apontar simultaneamente em várias direções, formando uma superposição. Isto significa que a transferência real de informações quânticas ocorre mesmo entre os átomos, como uma espécie de conversa“, acrescentou.

Em grande escala, a troca de informações causa fenómenos muito interessantes, como a supercondutividade: quando alguns materiais perdem toda a resistividade elétrica abaixo de uma temperatura crítica. Apesar deste efeito não ser completamente compreendido, sabe-se que interações quânticas magnéticas desempenham um papel fundamental.

A equipa intercetou a troca de informações entre átomos justamente para explicar fenómenos como este.

O portal explica que os cientistas colocaram dois átomos próximos um do outro e, com a ajuda de um microscópio de tunelamento por varredura, que tem uma agulha afiada capaz de reorganizar átomos um a um, colocaram dois átomos de titânio a uma distância de cerca de um nanómetro.

A esta distância, os átomos conseguem detetar apenas o spin uns dos outros. Se um dos spins for torcido, a conversa começa sozinha.

A equipa inverteu o spin de um dos dois átomos com uma explosão repentina de corrente elétrica – uma abordagem drástica que resultou numa interação quântica.

Os eletrões colidiram com o átomo e fizeram girar o spin. Aparentemente, cada eletrão aleatório pode iniciar uma superposição coerente, isto é, uma combinação específica de estados quânticos elementares totalmente conhecida e que forma a base para quase todas as formas de tecnologia quântica.

Esta descoberta, cujo artigo científico foi recentemente publicado na Science, pode ser importante para a investigação de bits quânticos.