Efeito do Observador pode ser anulado tornando as partículas invisíveis

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/08/2025

Quebrando a conexo quntica

Pesquisadores descobriram uma maneira incrivelmente simples para reduzir drasticamente o rudo que perturba partculas minsculas, incluindo aquelas usadas para funcionar como qubits dos computadores qunticos.

Quando adentramos no reino quntico, observar uma partcula no um ato passivo, algo conhecido como efeito do observador: mesmo os ftons da luz usados para observar o objeto perturbam seu movimento, alterando coisas como sua posio e velocidade. Essa perturbao conhecida como rudo de retroao quntica e limita a preciso com que conseguimos observar ou controlar esses sistemas.

Rafal Gajewski e James Bateman, da Universidade de Swansea, no Reino Unido, descobriram agora uma conexo notvel: Esse relacionamento funciona nos dois sentidos, o que abriu o caminho para anul-lo.

“Nosso trabalho mostrou que, se voc puder criar condies nas quais a medio se torna impossvel, a perturbao tambm desaparece,” explicou Gajewski. “Usando um espelho hemisfrico com a partcula no centro, descobrimos que, sob condies especficas, a partcula se torna idntica sua imagem no espelho. Quando isso acontece, no possvel extrair informaes de posio da luz espalhada e, ao mesmo tempo, a retroao quntica desaparece.”

Escondendo a partcula do observador

O principal cenrio envolve situaes em que necessrio usar a luz de um laser para medir, aprisionar ou levitar uma partcula. Embora exista um ponto de quase equilbrio, conhecido como limite de Heisenberg, que permite emitir luz o suficiente para fazer a medio com o mnimo de impacto sobre a partcula, esse “mnimo” ainda significativo e limita muito a preciso – no d para ficar no limite de Heisenberg e fazer uma partcula levitar, por exemplo.

O truque desenvolvido pela dupla evita esse problema bloqueando o fluxo de informaes que sai da partcula quntica. Isso poder ser feito colocando a partcula no centro de um espelho hemisfrico, com um raio bem calculado. Durante a operao, a luz recebida e refletida pela partcula vo interferir uma com a outra, uma interferncia destrutiva que no permitir que a luz que sai leve consigo qualquer informao sobre a posio da partcula.

Na prtica, como tornar a partcula invisvel para o observador, anulando o efeito do observador.

“Este trabalho revela algo fundamental sobre a relao entre informao e perturbao na mecnica quntica. O que particularmente surpreendente que a reao reversa desaparece precisamente quando o espalhamento de luz maximizado – o oposto do que a intuio poderia sugerir,” detalhou Bateman. “Ao projetar o ambiente ao redor de um objeto quntico, podemos controlar quais informaes esto disponveis sobre ele e, portanto, controlar o rudo quntico que ele experimenta. Isso abre novas possibilidades para experimentos qunticos e medies potencialmente mais sensveis.”

Usos prticos

Tornar tudo isso prtico exigir agora o desenvolvimento de espelhos com uma superfcie reflexiva quase perfeita, alm de serem pouco afetados pelo calor do laser.

Mas valer a pena. A equipe listou algumas das possibilidades que seu aparato permitir:

• Criar estados qunticos com objetos muito maiores que tomos.
• Testar a fsica quntica fundamental em escalas sem precedentes.
• Realizar experimentos que explorem a fronteira entre a mecnica quntica e a gravidade.
• Desenvolver sensores ultrassensveis para detectar foras minsculas.

Quando construdo, o aparato poder ser particularmente importante para projetos como o MAQRO (Macroscopic Quantum Resonators: Ressonadores qunticos macroscpicos), uma futura misso espacial que pretende testar a fsica quntica com objetos maiores do que nunca.

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