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Físicos pensam ter achado uma forma de salvar o gato de Schrödinger

POR Bruno Dias    EM Curiosidades      08/06/20 às 16h47

Se você é um fã da série The Big Bang Theory, com certeza, já ouviu falar do gato de Schrödinger. Esse é um experimento famoso, pensado pelo físico austríaco Erwin Schrödinger e é uma ilustração de uma das características definidoras da mecânica quântica. Esta é justamente o comportamento imprevisível das partículas no nível quântico.

Esse comportamento faz com que o trabalho com sistemas quânticos seja bastante difícil. Mas uma pergunta fica no ar: "e se pudéssemos fazer previsões quânticas?". De acordo com uma equipe de físicos, isso é possível.

Em um estudo de 2019, eles demonstraram a sua capacidade de prever uma coisa chamada salto quântico. E até mesmo reverter o processo depois dele já ter começado. Eles disseram que "salvaram" o gato de Schrödinger.

Gato de Schrödinger

Explicando melhor o que é o gato de Schrödinger, o físico imaginou um cenário, onde existe um gato em uma caixa fechada. E na caixa, tem uma fonte de decomposição radioativa, um contador Geiger e um frasco fechado de veneno.

Se o contator detectar o caimento radioativo de um único átomo, ele destrói o frasco de veneno que, por consequência, mata o gato.

Como não existe a possibilidade de olhar dentro da caixa, não se sabe se o gato está vivo ou morto. E existe um estado onde as duas possibilidades são possíveis, até que se abra a caixa.

E quando a caixa é aberta, é revelado uma das possibilidades como sendo a verdadeira. Isso de uma forma totalmente aleatória e que não pode mais ser as duas possibilidades ao mesmo tempo.

Previsão

Tudo isso é uma metáfora do que é chamado superposição quântica. Nela, uma partícula pode existir em vários estados de energia ao mesmo tempo, até o ponto em que ela é observada. Já que, quando é observada, sua transição feita de repente e de forma aleatória entre os estados de energia é conhecida como salto quântico.

Foi com esse salto que os físicos conseguiram, não somente prever, mas também manipular para mudar o resultado deliberadamente. Para isso, os pesquisadores que foram liderados por uma equipe da Universidade de Yale, usaram átomos artificiais chamados qubits. Eles também são usados como unidades básicas de informação em um computador quântico.

Toda vez que um qubits é medido ele faz um salto quântico. Eles são imprevisíveis a longo prazo e podem causar problemas na computação quântica.

"Queríamos saber se seria possível receber um sinal de alerta antecipado de que um salto está prestes a ocorrer em breve", disse o físico Zlatko Minev, da Universidade de Yale.

Experimento

A equipe então fez um experimento para observar indiretamente um qubit supercondutor. Eles usaram três geradores de microondas para irradiá-lo em um gabinete 3D selado feito de alumínio.

A radiação de microondas muda o qubit entre estados de energia, enquanto outro feixe de radiação de microondas monitora a caixa. Quando o qubit está em seu estado fundamental o feixe de microondas produz fótons. E se existe uma ausência de fótons significa que o qubit está prestes a fazer um salto quântico para um estado mais excitado.

A pesquisa conseguiu ver que não era muito um salto, mas sim uma transição. Por isso, outro pulso de radiação sincronizado perfeitamente pode reverter o salto quântico depois de ele ter sido detectado. Isso faz com que o qubit volte ao seu estado fundamental. Vendo na visão do gato de Schrödinger, isso evita que o gato morra e o traz de volta à vida.

"Os saltos quânticos de um átomo são algo análogos à erupção de um vulcão. Eles são completamente imprevisíveis a longo prazo. No entanto, com o monitoramento correto, podemos com certeza detectar um aviso prévio de um desastre iminente e agir sobre ele antes que ocorra", explicou Minev.

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Bruno Dias
EQUIPE FATOS DESCONHECIDOS, BRASIL
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