2.000 átomos existem em dois lugares ao mesmo tempo em experimento quântico sem precedentes

moléculas gigantes podem estar em dois lugares ao mesmo tempo, graças à física quântica.

isso é algo que os cientistas há muito conhecem é teoricamente verdadeiro baseado em alguns fatos: cada partícula ou grupo de partículas no universo é também uma onda — mesmo grandes partículas, até mesmo bactérias, até mesmo seres humanos, até planetas e estrelas. E as ondas ocupam vários lugares no espaço ao mesmo tempo. Assim, qualquer pedaço de matéria também pode ocupar dois lugares ao mesmo tempo. Os físicos chamam este fenómeno de “superposição quântica”, e durante décadas, demonstraram-no usando pequenas partículas.

mas nos últimos anos, os físicos ampliaram seus experimentos, demonstrando superposição quântica usando partículas maiores e maiores. Agora, em um artigo publicado em Setembro. 23 na revista Nature Physics, uma equipe internacional de pesquisadores fez com que moléculas compostas de até 2.000 átomos ocupassem dois lugares ao mesmo tempo.

: Como o entrelaçamento quântico funciona (infográfico)

para fazê-lo, os pesquisadores construíram uma versão complicada e modernizada de uma série de famosos experimentos antigos que primeiro demonstraram superposição quântica.Pesquisadores há muito sabiam que a luz, disparada através de uma folha com duas fendas nela, criaria um padrão de interferência, ou uma série de franjas claras e escuras, na parede atrás da folha. Mas a luz era entendida como uma onda sem massa, não algo feito de partículas, então isso não foi surpreendente. No entanto, em uma série de experiências famosas na década de 1920, físicos mostraram que elétrons disparados através de filmes finos ou cristais se comportariam de forma semelhante, formando padrões como a luz faz na parede atrás do material difrator.Se os elétrons fossem simplesmente partículas, e assim pudessem ocupar apenas um ponto no espaço de cada vez, eles formariam duas tiras, aproximadamente a forma das fendas, na parede atrás do Filme ou cristal. Mas em vez disso, os electrões atingiram aquela parede em padrões complexos sugerindo que os electrões tinham interferido com eles próprios . É um sinal revelador de uma onda; em alguns pontos, os picos das ondas coincidem, criando regiões mais brilhantes, enquanto em outros pontos, os picos coincidem com as encostas, de modo que os dois se cancelam e criam uma região escura. Como os físicos já sabiam que os elétrons tinham massa e eram definitivamente partículas, o experimento mostrou que a matéria atua tanto como partículas individuais quanto como ondas.

mas uma coisa é criar um padrão de interferência com elétrons. Fazê-lo com moléculas gigantes é muito mais complicado. Moléculas maiores têm ondas menos facilmente detectadas, porque objetos mais massivos têm comprimentos de onda mais curtos que podem levar a padrões de interferência quase perceptíveis. E essas partículas de 2.000 átomos têm comprimentos de onda menores que o diâmetro de um único átomo de hidrogênio, então seu padrão de interferência é muito menos dramático.

: Os 18 Maiores Mistérios ainda não Resolvidos da Física em

Para retirar a dupla fenda experiência para grandes coisas, os pesquisadores construíram uma máquina que pode disparar um feixe de moléculas (desmedido de coisas chamado “oligo-tetraphenylporphyrins enriquecido com fluoroalkylsulfanyl cadeias,” alguns, mais de 25.000 vezes a massa de um simples átomo de hidrogênio) através de uma série de grelhas e fichas de rolamento várias fendas. O feixe tinha cerca de 6,5 pés (2 metros) de comprimento. Isso é grande o suficiente que os pesquisadores tiveram que explicar fatores como a gravidade e a rotação da terra ao projetar o emissor do feixe, os cientistas escreveram no jornal. Eles também mantiveram as moléculas razoavelmente quentes para um experimento de Física Quântica, então eles tiveram que explicar o calor empurrando as partículas.Mas ainda assim, quando os pesquisadores ligaram a máquina, Os detectores na extremidade do feixe revelaram um padrão de interferência. As moléculas ocupavam múltiplos pontos no espaço ao mesmo tempo.

é um resultado emocionante, os pesquisadores escreveram, provando a interferência quântica em escalas maiores do que jamais havia sido detectada.

“the next generation of matter-wave experiments will push the mass by an order of magnitude”, the authors wrote.Por isso, estão a chegar demonstrações ainda maiores de interferência quântica, embora provavelmente não seja possível disparar através de um interferómetro tão cedo. (Em primeiro lugar, o vácuo na máquina provavelmente matá-lo-ia. Nós, seres gigantes, vamos ter que sentar-nos num só lugar e ver as partículas divertirem-se.

• 18 Times Quantum Particles blow Our Minds
• What’s That? As suas perguntas sobre física responderam: “Twisted Physics: 7 achados surpreendentes”.
  

  

  notícias recentes

  

  {{ articleName }