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Cientistas descobriram como salvar o Gato de Schroedinger

POR Diogo Quiareli    EM Ciência e Tecnologia      07/06/19 às 13h42

Você já ouviu falar alguma vez de "Gato de Schrödinger"? Esse termo trata-se de uma experiência mental, muito descrita como paradoxo. Foi desenvolvida pelo físico austríaco Erwin Schrödinger, em 1935. Essa experiência procura ilustrar a interpretação de Copenhague da mecânica quântica, imaginando-a aplicada a objetos do dia a dia. No exemplo desse teste, há um gato enclausurado em uma caixa, de forma a não estar apenas vivo ou apenas morto, mas sim uma mistura dos dois. Esse experimento basicamente mostra mais a fundo o comportamento imprevisível das partículas no nível quântico. Uma coisa chamou a atenção sobre isso recentemente: os cientistas descobriram como salvar o gato de Schröedinger.

Trabalhar com sistemas quânticos é algo extremamente difícil, mas e se pudéssemos fazer previsões quânticas? Há uma equipe de físicos que acredita nessa possibilidade. Em um estudo recente, eles demonstraram a sua capacidade de prever o que podemos chamar de salto quântico. Além disso, ainda mostraram conseguir reverter o processo após iniciado. Eles afirmaram que "salvaram" o gato de Schrödinger.

Explicação melhor do cenário do Gato

O experimento diz que existe um gato em uma caixa fechada. Dentro da caixa, há também uma fonte de decaimento radioativo, um contador Geiger e um frasco selado de veneno. Se o contador Geiger detectar esse decaimento radiativo de um único átomo, ele quebra o frasco de veneno, o que mata o gato. Não há uma forma de olhar para dentro, então não dá para saber se o animal está vivo ou morto. Existe um estado de ambos, até que a caixa seja aberta. No instante em que faz isso, é imediatamente um ou outro, completamente ao acaso. Não pode mais ser os dois ao mesmo tempo.

Metáfora

Toda esse cenário imaginário é uma metáfora para o que chamamos de superposição quântica, em que uma partícula é capaz de existir em vários estados de energia ao mesmo tempo, até o ponto em que você observa isso. Uma vez que é observada, essa transição aleatória e repentina entre os estados de energia fica conhecida como um salto quântico. Esses saltos foram previstos e, mais do que isso, manipulados, deliberadamente, pelos físicos a ponto de mudar o resultado.

Os pesquisadores, liderados por uma equipe da Universidade de Yale, fizeram isso usando átomos artificiais chamados qubits. Esses também são utilizados como unidades básicas de informação em um computador quântico. Todas as vezes que se mede um qubit, ele executa um salto quântico. Esses, por sua vez, são imprevisíveis a longo prazo, podendo causar problemas na computação quântica. "Queríamos saber se sera possível obter um sinal de alerta antecipado de um salto que está prestes a ocorrer", disse Zlatko Minev, físico da Universidade de Yale.

Experimento

A equipe ainda projetou um experimento para observar de forma indireta um qubit supercondutor. Isso foi feito utilizando três geradores de microondas para irradiar o qubit em um gabinete 3D selado feito de alumínio. A radiação do microondas pode mudar o qubit entre os estados de energia. Isso enquanto o outro feixe de radiação monitora a caixa. Quando está no estado fundamental do qubit, o feixe de microondas produz fótons. Uma rápida ausência de fótons significa que o qubit está prestes a fazer um novo salto quântico para um estado excitado.

Após isso, um novo pulso de radiação bem cronometrado pode reverter o salto quântico depois de ter sido detectado. Isso envia o qubit ao seu estado fundamental; ou, para se apoiar na metáfora do gato de Schrödinger, impedir que esse gato morra. No entanto, os cientistas não podem prever exatamente quando um salto vai ocorrer, podendo ser em minutos ou horas. "Saltos quânticos de um átomo são de certa forma análogas à erupção de um vulcão", disse Minev. "Eles são completamente imprevisíveis a longo prazo".

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Diogo Quiareli
Geminiano, 25 anos, goiano.
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