''Paredes" quânticas são criadas pela primeira vez — e têm comportamento bizarro

''Paredes" quânticas são criadas pela primeira vez — e têm comportamento bizarro

Por Daniele Cavalcante | Editado por Patrícia Gnipper | 07 de Março de 2022 às 16h39
Wikimedia Commons

Um novo tipo de objeto quântico chamado “parede de domínio” foi criado intencionalmente pela primeira vez. Anteriormente observado apenas por “acidente”, o fenômeno agora pode ser observado, com potenciais aplicações na eletrônica quântica e em novas descobertas sobre o início do universo.

Os físicos da Universidade de Chicago, nos EUA, fizeram um experimento com um condensado de Bose-Einstein — um pequeno grupo de átomos de gases ultrafrios se comporta como se fossem um único objeto quântico. O objetivo era procurar a física subjacente a ele.

Entretanto, o objeto pode se dividir, segregando-se em domínios, com uma "parede" na junção onde os átomos se encontram. Essa parede é um tipo de interface, isto é, lugares onde certas coisas interessantes acontecem. As paredes de domínio já eram conhecidas, mas nunca foram criadas propositalmente antes, muito menos controladas.

De acordo com o estudo, as paredes têm um comportamento bastante peculiar: nelas, ocorre a chamada quebra da reciprocidade do movimento. "Nós temos um bocado de experiência em controlar átomos", disse o professor Cheng Chin, coautor do estudo. "Sabemos que, se você empurrar os átomos para a direita, eles se moverão para a direita. Mas aqui, se você empurrar a parede do domínio para a direita, ela se moverá para a esquerda".

Os pesquisadores criaram uma "parede de domínio" intencionalmente, mostrado nesta imagem como a linha mais clara entre dois grupos de átomos (Imagem: Reprodução/Kai-Xuan Yao)

Para o autor principal do artigo, publicado na Nature, "é como uma duna de areia no deserto — ela é feita de areia, mas age como um objeto que se comporta de maneira diferente dos grãos de areia individuais".

O experimento ajuda a entender melhor as partículas quânticas que se comportam como aglomerados e pode ajudar no desenvolvimento de tecnologias do futuro em áreas como eletrônica quântica e memórias quânticas.

Além disso, as descobertas são um novo passo rumo à compreensão sobre um conjunto de leis chamado teoria do calibre dinâmico, que descreve outros fenômenos emergentes — aqueles que parecem seguir novas leis da física quando muitas partículas agem juntas como um coletivo.

Por fim, o estudo das paredes de domínio pode ajudar a desvendar o universo primitivo, porque foi naquela época que fenômenos como este mantiveram as primeiras partículas do cosmos unidas enquanto elas se aglomeravam para formar galáxias, estrelas e planetas.

Fonte: Universidade de Chicago; via: Space.com

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