Nobel de Física 2012

::: MANIPULAÇÃO DE SISTEMAS QUÂNTICOS: NOBEL 2012 :::

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Serge Haroche e David J. Wineland, laureados em 2012

Processos de medição são fundamentais em Física. Mas medir propriedades quânticas é algo extremamente delicado e no limite da capacidade humana. Isso porque lidar com objetos de dimensões extremamente pequenas requer muita técnica e a convivência com o Princípio da Incerteza de Heisenberg^(*) que prevê um erro intrínseco em toda medida nesta escala de tamanhos subatômicos. Neste mundo de tamanhos ínfimos, a Física Clássica deixa de funcionar bem e dá lugar à Física Quântica que prevê comportamentos muito diferentes e até bizarros!

Mas os representantes da Física já provaram ao longo da história que são persistentes e perspicazes. Não existe o impossível. O complicado é sempre um desafio. E no fundo é tudo uma questão de estratégia bem pensada.

Saiu na semana passada o Nobel de Física 2012. E os laureados, o francês Serge Haroche e o americano David J. Wineland, desenvolveram técnicas originais de manipulação e medição quântica de objetos que são preservados. Segundo a Academia Real, "Haroche e Wineland abriram a porta para uma nova era de experimentação em física quântica ao conseguirem realizar a observação direta de partículas quânticas individuais sem destruí-las."

Haroche trabalha com uma "armadilha de fótons". Um átomo emite um fóton que fica preso, quicando durante 0,1 s entre dois espelhos numa cavidade de 2,7 cm. Neste intervalo de tempo, o fóton é preservado e pode ser manipulado. Confira no esquema abaixo (clique nele para abrir versão maior).

Experimento de Haroche (clique para abrir versão ampliada)

O experimento de Wineland também é uma "armadilha", mas para íons de berílio. Eletrodos produzem campos elétricos que mantém os íons "presos" e um feixe laser força cada íon a permanecer no seu menor estado de energia quando então pode ser manipulado. A ideia é mostrada na imagem abaixo (clique nela para abrir versão maior).

Experimento de Wineland (clique para abrir versão ampliada)

As pesquisas premiadas estão na fronteira da Física e constituem hoje as bases do que no futuro será a computação quântica em larga escala, uma nova forma de registrar/tratar a informação a partir das propriedades quânticas das partículas. A computação quântica já existe, mas ainda está em sua fase embrionária. Não duvide que em breve teremos computadores quânticos em nossas casas e processamento quântico até mesmo em tablets e dispositivos móveis. E se você acha que tudo isso parece ficção científica, concordo! Mas é a incrível realidade que os físicos estão ajudando a criar!

Fonte: prof. Dulcidio Braz Júnior 

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(*) O Princípio da Incerteza de Heinsenberg, publicado em 1927 por Werner Heisenberg (1901-1976), prevê que toda medida perturba o experimento a ponto de, na escala subatômica, destruí-lo. Mas as duas técnicas desenvolvidas por Haroche e Wineland "driblam" esta realidade microscópia e conseguem fazer medidas preservando os objetos medidos.