Pela primeira vez, os cientistas conseguiram observar átomos arrefecidos até a um estado quântico a reagir quimicamente de forma coletiva, um estado conhecido como degenerescência quântica.
Num estudo revolucionário publicado na Nature Physics, os cientistas observaram átomos ultrafrios arrefecidos até a um estado quântico a reagir quimicamente de forma coletiva pela primeira vez, revelando um novo reino da química dentro da paisagem quântica.
Este fenómeno já intrigava a comunidade científica há 20 anos. Ao arrefecer as partículas até temperaturas ultrafrias, estas são induzidas a um estado menos caótico, levando a comportamentos coletivos estranhos que ofuscam as suas propriedades individuais. Este estado quântico único, conhecido como degenerescência quântica, tem sido teorizado, mas tem-se mostrado difícil de observar.
Uma equipa liderada pelo físico Cheng Chin, na Universidade de Chicago, alcançou este feito ao manter um gás ultrafrio de átomos de césio numa armadilha ótica, vinculando-os num estado quântico partilhado.
Ao ligarem um campo magnético, os investigadores induziram uma reação química para converter os átomos em moléculas, permitindo-lhes analisar a dinâmica da reação, explica o Science Alert.
Os resultados foram surpreendentes. Abaixo de uma temperatura crítica, os autores observaram uma queda acentuada nas colisões de partículas, acompanhada por uma formação rápida de moléculas enquanto os átomos desapareciam na reação química. Isto indica que as partículas entraram num regime quântico degenerado, onde as reações ocorreram mais rapidamente do que nas condições típicas.
Esta “superquímica” ou processo químico “potenciado pelo quântico” assinala um afastamento significativo da compreensão convencional das reações químicas. Historicamente, acreditava-se que as moléculas reagiam por acaso após colidirem umas com as outras. A reação coletiva observada, no entanto, alinha-se perfeitamente com as previsões teóricas, abrindo uma nova fronteira na química.
Embora as experiências tenham sido realizadas com moléculas simples de dois átomos, as descobertas da equipa oferecem um passo promissor para compreender interações mais complexas.
