Físicos do MIT observaram impressionantes “tornados quânticos”

(dr) Mukherjee et al, Nature

Uma equipa de investigadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) observou o momento em que os átomos passam a ter um comportamento quântico.

A Física clássica regula o mundo em que vivemos: a forma como nos movemos, a velocidade e o lugar onde estamos são fatores determinados pela suposição clássica de que só podemos existir num único lugar em qualquer momento no tempo.

A nível quântico, porém, as partículas comportam-se de forma diferente. O comportamento de átomos individuais é regulado pelo princípio de que a localização de uma partícula é uma probabilidade.

Um átomo, por exemplo, tem uma certa probabilidade de estar num lugar e outra de estar noutro local diferente, ao mesmo tempo.

Quando as partículas interagem – como consequência destes efeitos quânticos – ocorre uma série de fenómenos estranhos. Observar esse comportamento mecânico puramente quântico das partículas que interagem entre o ruído do mundo clássico é uma tarefa complicada.

Ao arrefecer as partículas até ao ponto mais próximo do zero absoluto, eliminando outras interferências, físicos do MIT conseguiram observar o que acontece quando estas estranhas interações acontecem, detalha o portal Science Alert.

Tornados quânticos

Os físicos aprisionaram uma nuvem de cerca de um milhão de átomos de sódio ultrafrios utilizando lasers e eletroímanes, num estado de matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein, em que são exibidas propriedades quânticas de uma forma mais visível.

Os átomos nessa armadilha eletromagnética foram sujeitos a cerca de 100 rotações por segundo, com a nuvem a alongar-se num formato de agulha que foi ficando cada vez mais fina – nesse momento, passou a assumir um comportamento quântico.

Depois de se contorcer como uma cobra, o conjunto de átomos partiu-se em segmentos mais pequenos, continuando sempre a rodar. Formou, assim, um padrão cristalino em cada um, que os físicos descreveram como “tornados quânticos“.

“É um pouco como a ideia de uma borboleta bater as asas na China e criar uma tempestade nos Estados Unidos”, começou por explicar Martin Zwierlein, autor do artigo científico publicado na Nature.

“Aqui, criamos a meteorologia quântica: o fluido, com as suas instabilidades quânticas, fragmenta-se em estruturas cristalinas de nuvens mais pequenas e vórtices. É um avanço conseguir observar estes efeitos quânticos diretamente”, referiu.

Nesta experiência, só as interações das partículas e a sua rotação estiveram em jogo. A equipa fez com que os átomos se comportassem como se fossem eletrões num campo magnético, torando os fenómenos quânticos resultantes muito mais fáceis de manipular e observar.

  ZAP //

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