Maior Objeto Observado Como Onda Quântica
Um aglomerado microscópico de sódio tornou-se o maior objeto já observado atuando como uma onda, superando anteriormente registrados em milhares de átomos. A física quântica define partículas como ondas; portanto, toda matéria existe em uma superposição, ou seja, em muitos estados possíveis simultaneamente antes de ser medida.
Superposição em Escalas Maiores
Embora esse fenômeno seja mais evidente em escala subatômica, como em elétrons e fótons, todos os objetos — de átomos a humanos, passando por galáxias inteiras — existem, teoricamente, em estados de superposição. Entretanto, observar esse fenômeno em escalas maiores continua um desafio, se não algo potencialmente impossível.
Experimento na Áustria e Alemanha
Em um estudo recente, pesquisadores da Universidade de Viena, na Áustria, e da Universidade de Duisburg-Essen, na Alemanha, reportaram a observação de um dos maiores objetos em superposição já registrados. O aglomerado de sódio possuía aproximadamente 8 nanômetros de diâmetro, pesando mais de 170.000 unidades de massa atômica, sendo assim mais denso que várias proteínas conhecidas.
Esses clusters de sódio se comportaram como partículas quânticas, com massa e tamanho comparáveis aos grandes proteínas e pequenos vírus. Além disso, o experimento revelou que nanopartículas de sódio — contendo milhares de átomos — seguem as regras da mecânica quântica, mesmo apresentando tamanho consideravelmente grande.
Comentário do Pesquisador
“Intuitivamente, esperaríamos que um pedaço tão grande de metal se comportasse como uma partícula clássica”, afirma o autor principal Sebastian Pedalino, estudante de pós-graduação na Universidade de Viena. Entretanto, ele destaca que a interferência observada confirma que a mecânica quântica é válida nessa escala, sem a necessidade de modelos alternativos.
Detalhes do Experimento
Os investigadores enviaram as partículas super-resfriadas através de um interferômetro equipado com uma série de redes de difração criadas por lasers ultravioleta. A primeira rede direcionou as partículas por pequenos espaços; assim, elas avançaram em ondas medindo entre 10 e 22 quatrilionésimos de metro. Portanto, as partículas entraram em uma superposição de possíveis trajetórias dentro do dispositivo, que foram detectadas por outra rede de difração ao final do processo.
A posição das partículas não permaneceu fixa durante o trajeto não observado, demonstrando um efeito de “deslocalização” várias vezes maior que o tamanho de qualquer partícula individual.
Implicações da Decoerência Quântica
Em escalas maiores, a matéria se torna complexa e interage com o ambiente, o que dificulta a distinção das superposições individuais. Esse fenômeno, conhecido como decoerência quântica, explica por que não percebemos efeitos quânticos em sistemas macroscópicos. Entretanto, o estudo reforça que não existe um limite definido para o tamanho onde a mecânica quântica deixa de valer.
Perspectivas sobre o Multiverso
Como pesquisas anteriores sugeriram, as múltiplas possibilidades representadas pela superposição quântica podem ser igualmente válidas e, ao invés de colapsar em uma só realidade, elas cópias divergentes poderiam originar um multiverso repleto de possibilidades.
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Este estudo foi publicado na Nature.
Matéria original: https://www.sciencealert.com/record-smashed-for-largest-object-to-be-seen-as-a-quantum-wave
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