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Físicos preveem salto quântico e salvam gato de Schrodinger Físicos dizem que é possível prever o salto quântico, contrariando uma teoria aceita há décadas. Como salvar o gato de Schrodinger Uma equipe de físicos da Austrália, EUA e França descobriu como salvar o famoso gato de Schrodinger, o símbolo da superposição quântica e da imprevisibilidade da natureza em escala atômica. A descoberta permitirá que os pesquisadores criem um sistema de alerta antecipado para os saltos quânticos que ocorrem entre os qubits, os elementos fundamentais da computação quântica, e fazem com que eles percam seus dados. O gato de Schrodinger é um paradoxo bem conhecido, usado para ilustrar o conceito de superposição - a capacidade de uma partícula existir simultaneamente em dois estados diferentes - e a imprevisibilidade, bem expressa no conhecido Princípio da Incerteza de Heisenberg. Para ilustrar esses princípios, o físico Erwin Schrodinger (1887-1961) idealizou um experimento mental no qual um gato seria colocado em uma caixa selada, junto com uma fonte radioativa e um veneno que será liberado se um átomo da substância radioativa decair - o decaimento é um típico fenômeno quântico. A teoria da superposição sugere que, até que alguém abra a caixa, não é possível saber se o átomo decaiu ou não - em outras palavras, o gato estará vivo e morto ao mesmo tempo, em uma superposição de estados, assim como a partícula que determina seu destino. Abrir a caixa para observar o gato faz com que ele mude abruptamente seu estado quântico, que então irá colapsar em uma situação de morto ou de vivo. Salto quântico Agora, Zlatko Minev e seus colegas resolveram dar uma olhada mais de perto no funcionamento real do mecanismo que dita essa mudança de estado, o famoso salto quântico. O salto quântico é a mudança discreta (não contínua) e aleatória no estado de uma partícula atômica, que somente "se realiza" quando é observada, quando sua função de onda colapsa. O que eles descobriram é que é possível antecipar o salto quântico que determinará a mudança de estado da partícula radioativa decaindo e a ação de liberar o veneno. Mais do que isso, é possível agir em tempo real para salvar o gato, o que derruba décadas de um dogma fundamental da física quântica. O experimento mostrou um aumento da coerência durante o salto - em lugar da decoerência - mesmo quando o fenômeno foi observado, o que tipicamente destrói a coerência quântica. Com isto, é possível reverter o salto. Assim, os resultados contradizem a visão estabelecida pelo físico dinamarquês Niels Bohr (1885-1962), ao afirmar que os saltos quânticos não são nem abruptos e nem tão aleatórios quanto se pensava anteriormente. Computadores quânticos Para um objeto minúsculo, como um elétron, uma molécula ou um átomo artificial, contendo informação quântica - é por isso que eles funcionam como qubits -, um salto quântico é a transição repentina de um dos estados de energia discretos para outro. Como, no desenvolvimento dos computadores quânticos, os saltos dos qubits se manifestam como erros nos cálculos - a mudança de estado significa que o qubit perdeu seu dado -, esta descoberta simplesmente diz que é possível atuar contra esses erros, anulando-os na fonte, assim que ocorrem. Este é um ponto crucial também para a teoria, dizem os pesquisadores, porque, embora os saltos quânticos pareçam discretos e aleatórios a longo prazo, inverter um salto quântico significa que a evolução do estado quântico possui, em parte, um caráter determinístico, e não aleatório - o salto sempre ocorre da mesma maneira previsível a partir do seu ponto de partida aleatório. "Os saltos quânticos de um átomo são de certa forma análogos à erupção de um vulcão. Eles são completamente imprevisíveis a longo prazo. No entanto, com o monitoramento correto, podemos com certeza detectar um aviso prévio de um desastre iminente e agir antes que ocorra," disse Minev. O experimento consistiu em monitorar um átomo artificial supercondutor usando três geradores de micro-ondas irradiando o átomo, que fica preso em uma cavidade 3D feita de alumínio. Link: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=salto-quantico&id=010110190604#.YFy4HNLivcc

Físicos unem dois fótons para formar uma nova quasipartícula Embora formadas por dois fótons, as quasipartículas têm massa. Polaritons fóton-fóton Físicos descobriram um meio de criar uma nova quasipartícula "interligando" dois fótons - partículas fundamentais da luz - de cores diferentes. Em vez de se misturarem e formarem uma cor mista, os dois fótons ficam acoplados um ao outro, com o par se comportando como uma partícula - uma quasipartícula. O par fóton-fóton apresenta seu próprio momento e sua própria energia, permitindo aos pesquisadores aplicar o conceito de quasipartícula e até calcular sua massa - de acordo com as previsões da equipe, os fótons-fótons são mais de 1.000 vezes mais leves do que os elétrons. Assim, confirmada sua existência, eles batizaram suas novas quasipartículas de "polaritons fóton-fóton". Polaritons são quasipartículas que nascem da junção de elétrons com fótons, e estão na base de um campo emergente conhecido como plasmônica. Esta nova quasipartícula, por sua vez, deverá impactar os desenvolvimentos em comunicação óptica e quântica e em medições de precisão de frequência, tempo e distância. Outros exemplos de quasipartículas incluem os fônons ("pacotes" de átomos ou moléculas que vibram coletivamente e que explicam a difusão do calor e do som, por exemplo), os sólitons (pacotes de ondas solitárias que mantêm a forma enquanto se movem a uma velocidade constante) e os éxcitons (formados quando um elétron se une a uma lacuna). Luz com massa? A maioria das pessoas acha os conceitos de momento e energia (e, portanto, de massa) fáceis de entender quando estão associados a objetos sólidos - uma maçã caindo da árvore, por exemplo. Existem também os topolaritons, que surgem na superfície de materiais sólidos e transportam os fótons em meios onde a luz normalmente não viaja. Existem também os topolaritons, que surgem na superfície de materiais sólidos e transportam os fótons em meios onde a luz normalmente não viaja. Mas a ideia de que objetos imateriais, como ondas de luz, também tenham uma massa associada é surpreendente para muitos. Entre os físicos, porém, é um fato bem conhecido, parte de um campo chamado eletrodinâmica quântica, a parte da física que descreve como a luz e a matéria interagem. Essa ideia aparentemente paradoxal - de que as ondas têm massa - marca o lugar onde a física quântica e o mundo físico se encontram. E tudo deriva diretamente da bem conhecida dualidade onda/partícula, que descreve como cada partícula ou entidade quântica pode ser descrita como uma partícula ou como uma onda. Muitas das quasipartículas foram descobertas combinando dois tipos diferentes de partículas de matéria ou ondas de luz ligadas a uma partícula de matéria - ou seja, elas são misturas de matéria e de luz, meio som e meio matéria e assim por diante. A possibilidade de manipular pares de fótons surgiu graças ao desenvolvimento dos microrressonadores, dispositivos que permitem armazenar a luz fazendo-a ficar dando voltas em torno de um pequeno anel ou prato. Átomo gigante Para gerar a nova quasipartícula, a equipe injetou no microrressonador um laser sintonizado na frequência de ressonância específica em que se espera que um fóton seja absorvido. Acontece que, por um efeito peculiar, conhecido como efeito Autler-Townes, nenhuma absorção de ressonância ocorre; em vez disso, a interação fóton-fóton cria duas novas frequências de ressonância a partir da antiga. Isso era bem conhecido na interação entre fótons e átomos, mas é a primeira vez que se obtém uma interação fóton-fóton. E o par de fato tem uma massa mensurável. "Agora temos uma situação em que microrressonadores - que são objetos em escala milimétrica - se comportam como se fossem átomos gigantes. O conceito de átomos artificiais está rapidamente ganhando terreno na eletrodinâmica quântica de micro-ondas em circuitos supercondutores, enquanto aqui estamos olhando para uma oportunidade semelhante na faixa óptica de frequências. "A pequena massa dos fótons-fótons pode levar a novos desenvolvimentos de muitas analogias importantes entre luz e fluidos, onde outras famílias de quasipartículas já estão sendo usadas," disse o professor Dmitry Skryabin, coordenador da equipe. Link: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fisicos-criam-nova-quasiparticula-acoplando-dois-fotons&id=010110210315#.YE9hezrivcc