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Um grupo de cientistas conseguiu carregar um objeto grande o suficiente (visível a olho nu) em um estado quântico misto de movimento e repouso.

Andrew Cleland e sua equipe resfriaram uma espátula de metal minúsculo até que ele atingisse o estado com o mínimo de energia. Então, eles usaram as regras incomuns da mecânica quântica, para ao mesmo tempo, fazê-la circular e ser corrigido. O experimento mostrou que os princípios da mecânica quântica podem ser aplicado a objetos do cotidiano, da mesma forma como em escala de partículas atômicas.

Este estudo foi simultaneamente publicado na revista Nature e apresentado na reunião da American Physical Society, em Portland.

De acordo com a teoria quântica, em escalas muito pequenas as partículas se comportam muito mais como ondas de que como partículas propriamente ditas. Isso causa alguns efeitos quânticos como por exemplo: é impossível determinar simultaneamente e com precisão a posição e a velocidade de uma partícula no espaço, a partícula pode fazer duas coisas opostas ao mesmo tempo. Graças ao fenômeno de “superposição” partícula pode ser corrigida e avançar ao mesmo tempo - pelo menos enquanto forças externas não atuarem sobre ele. Em seguida, ele instantaneamente seleciona um dos dois estados opostos.

Até agora, ninguém viu provas das regras da mecânica quântica em grande escala, onde a influência externa é mais fácil destruir os frágeis estados quânticos. “Até agora ninguém mostrou que a mecânica quântica é aplicável ao movimento de objetos grandes compostos por trilhões de átomos”. - disse Cleland.

Não há nenhuma razão objetiva para que as regras da mecânica quântica não se apliquem a objetos grandes. Erwin Schrödinger, um dos fundadores da mecânica quântica, estava tão animado com a possibilidade de quantum “quirks” em grande escala, que sugeriu o seu famoso experimento mental com um gato (O gato vivo-morto de Schrödinger). Ele foi colocado em uma caixa com uma ampola cheia de cianeto e uma fonte radioativa. O decaimento radioativo dispara o mecanismo que rompe a ampola e libera o veneno causando a morte do gato. Quando a caixa é fechada com o gato e o dispositivo dentro, o gato está em uma superposição de dois estados vivo e morto - o absurdo da situação conturbava Schrödinger.

A maravilhosa estranheza quântica

Cleland e sua equipe realizaram mais de uma medição direta dessa “estranheza quântica” em grande escala. Eles começaram com pequenas pás mecânicas “quantum bares” cujo comprimento é de cerca de 30 micrômetros, que flutuam com o movimento de uma determinada gama de frequências. Então eles são ligados em série com um circuito elétrico de supercondutores, que obedecem às leis da mecânica quântica em um sistema de refrigeração a uma temperatura abaixo de 0,1 K.

A esta temperatura a lâmina se encontra em estado fundamental na mecânica quântica. Usando o circuito quântico, Cleland e sua equipe confirmaram que a lâmina não tem absolutamente nenhuma energia vibracional. Uma série de medições precisas mostraram que a lâmina vibra e não vibra ao mesmo tempo.

“That’s fine”, - disse Hailin Wang. O trabalho confirma a expectativa de que as leis da mecânica quântica são válidas em grande escala. “Isto é certamente muito bom para a física”, - acrescentou Wong.

Se podemos colocar trilhões de átomos no estado fundamental, por que não estamos vendo ônibus duplos, que estão parados e se movendo ao mesmo tempo? “O ambiente é extremamente complexo, uma coisa enorme”, - diz Cleland. “A interação com este incrivelmente complexo sistema destrói a coerência quântica.”

No entanto, ele disse, existem muitas razões para continuar a tentar obter os objetos grandes em um estado quântico. “O macroestado quântico ” pode dizer mais aos pesquisadores acerca da relação entre a mecânica quântica e a gravidade.

Fonte: site Физика, Новости физики (Física, Física News)