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Conheça o processo que poderia ser mais rápido que velocidade da luz

POR Cristyele Oliveira    EM Ciência e Tecnologia      03/04/19 às 15h12

Até então, nada poderia ser mais rápido do que a velocidade da luz. No entanto, essa afirmação pode não ser mais absoluta. Em estudos recentes, uma equipe de físicos pode ter descoberto que um processo quântico poderia ser mais veloz do que a própria velocidade da luz.

Os estudiosos da Universidade de Griffith e da Universidade Nacional da Austrália mediram a duração de um processo conhecido como tunelamento quântico. Há algum tempo atrás, houve um debate sobre esse fenômeno e se ele poderia ser instantâneo. Caso fosse, isso seria mais rápido que a velocidade da luz. Mas afinal, o que é tunelamento quântico?

Tunelamento quântico

Ao jogar uma bola em uma parede, naturalmente, ela vai voltar ao seu encontro. Não tem nada de muito complexo nisso, é apenas física clássica. Mas no mundo da física quântica , as coisas não são tão simples, tudo pode e é um pouco mais complicado.

Se você lançar uma partícula em uma parede, você pode ter duas respostas. Na primeira, e mais óbvia, ela pode voltar para você. Uma segunda possibilidade poderia ser que de repente ela pudesse atravessar a parede e aparecer do outro lado. Esse fenômeno é chamado de tunelamento quântico.

O tunelamento é consequência de uma probabilidade matemática aleatória. Imagine que você esteja mapeando a probabilidade de onde uma partícula vá depois de ser jogada em uma parede. Existe uma chance muito alta de que ela rebaterá e se afastará na parede. No entanto, na física quântica não existe 100% de certeza de nada, são inúmeras as possibilidades. Há uma pequena possibilidade de que a partícula ignore a parede e continue seu caminho para o outro lado.

Mesmo que pareça muito ficcional, o tunelamento quântico é na verdade um processo bastante documentado. Inclusive, ele ocorre rotineiramente, por exemplo, em microscópios eletrônicos e transistores. Partículas elementares como os elétrons, são conhecidos por "tunelar" em seus átomos frequentemente, o que é um fator decisivo por trás do decaimento radioativo.

Mais rápido que a velocidade da luz?

Um dos mistérios sobre esse fenômeno, e que já fomentou diversos debates, é o tempo que levaria para uma partícula atingir um túnel quântico através de uma barreira. Seria ele instantâneo ou não? Para alguns cientistas, isso aconteceria de forma instantânea. Mas isso significaria que a partícula viaja mais rápido do que a velocidade da luz e pode violar o princípio da causalidade.

Para tentar desvendar esse mistério, e medir o tempo do tunelamento os pesquisadores fizeram alguns experimentos. Eles explodiram átomos de hidrogênio com um laser intenso que dispara 1.000 pulsos de luz por segundo. A ideia é estabelecer as condições corretas para que o elétron escape do átomo, e possibilite que a equipe meça com precisão o tempo de duração do tunelamento.

O resultado do novo estudo mostrou que o tunelamento quântico pode acontecer instantaneamente, ou tão incrivelmente rápido que é essencialmente instantâneo. De acordo com os cientistas, são necessários menos de 1,8 atossegundos para a partícula concluir o tunelamento. Isso representa um bilionésimo de um bilionésimo de segundo.

A equipe ressalta que a sua experiência é mais simples, portanto mais precisa. Em estudos anteriores, os resultados da medição do tempo de tunelamento se mostraram mais longos, levando em média até 180 atossegundos.

"Testes anteriores usaram átomos mais complicados, contendo vários ou muitos elétrons", disse Igor Litvinyuk, um dos autores do novo estudo. "Para explicar a interação entre os diferentes elétrons, eles usaram diferentes modelos aproximados. E, desses modelos, eles extraíram os tempos. Nosso modelo não usou aproximações porque não precisávamos nos preocupar com as interações elétron-elétron".

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Cristyele Oliveira
EQUIPE FATOS DESCONHECIDOS, BRASIL
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