Descoberta nova propriedade fundamental da mecânica quântica

'No Matter' Project / Flickr

O Gato de Schrödinger, que está vivo e morto enquanto está dentro da caixa, é um dos paradigmas da Mecânica Quântica

Investigadores do instituto de pesquisa MESA +, da Universidade de Twente, na Holanda, descobriram uma nova propriedade fundamental de correntes elétricas em circuitos de metal muito pequenos.

Os resultados desta nova investigação, publicados na revista Scientific Reports, mostram que os eletrões podem espalhar-se pelo circuito através de ondas e causar interferência em lugares onde não há corrente elétrica.

A geometria do circuito desempenha um papel chave neste chamado “efeito não local”, uma vez que a interferência causada é consequência direta do caráter de onda mecânica quântica dos eletrões e da geometria específica do circuito.

A interferência é um fenómeno comum na natureza e ocorre quando uma ou mais ondas que se propagam interagem de forma coerente. Este fenómeno está bem presente em ondas de som, luz ou água por exemplo.

De acordo com esta nova investigação, os eletrões também podem interferir, ou seja, podem ser considerados “ondas”, pelo menos em circuitos de nano-escala a temperaturas extremamente baixas: exemplo canónico da dualidade partícula-onda da mecânica quântica.

Para confirmar esta teoria, a equipa holandesa utilizou um anel de ouro com um diâmetro de apenas 500 nanómetros (um nanómetro é um milhão de vezes mais pequeno do que um milímetro).

Um dos lados do anel foi conectado a um fio, através do qual uma corrente elétrica podia ser conduzida, já do outro lado, o anel foi conectado a um fio com um voltímetro.

Quando uma corrente era aplicada, e um campo magnético variável era enviado através do anel, os investigadores detetaram a interferência de eletrões do outro lado do anel, embora nenhuma corrente fluísse através dele.

Esta experiência mostrou que as ondas de eletrões puderam “soltar-se” no anel e alterar as propriedades elétricas noutras partes do circuito, mesmo quando não era suposto acontecer nada.

E embora o anel de ouro seja difusor (o que significa que o percurso médio do eletrão é muito menor do que o anel), o efeito foi surpreendentemente óbvio.

O resultado desta investigação é uma consequência direta do facto de que as equações quânticas de movimento são não locais. A capacidade intuitiva de objetos saberem instantaneamente sobre o estado de outro, mesmo quando separados por grandes distâncias, é outro tipo de não localidade. Einstein chamou este fator de “ação fantasmagórica à distância”.

Este novo estudo mostrou uma nova maneira de afetar a não localidade dinâmica, algo que pode ser uma base importante no futuro processamento da informação quântica, como é o caso dos computadores quânticos.

Hypescience

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