Quantum weirdness struck again in 2019. Uma experiência descrita na natureza em junho estabeleceu um debate apaixonado que divide os físicos por mais de um século, ao mesmo tempo que levanta novas questões. Pesquisadores anunciaram que haviam seguido um salto quântico em detalhes sem precedentes, mostrando que é possível não só prever quando uma partícula pode saltar, mas também — estranhamente — revertê-lo no meio do hop.
“há mais na história da física quântica do que pensávamos”, diz O físico Zlatko Minev, um cientista de pesquisa da IBM que liderou o experimento enquanto estava na Universidade de Yale.
a noção de um salto quântico originou-se em 1913, quando o físico dinamarquês Niels Bohr introduziu a ideia revolucionária de que os elétrons apenas circundam o núcleo dos átomos em órbitas discretas, ou níveis de energia. Os elétrons saltam de um nível para outro, Bohr hipotetizou, absorvendo ou emitindo um pacote de energia, chamado quântico. As partículas podem existir em um nível ou outro, mas nunca no meio. De acordo com esta ideia, saltos quânticos são instantâneos e aleatórios.Outros físicos protestaram contra a ideia de que uma partícula salta tão abruptamente. “Como é que uma transição sem nunca ter estado no meio?”pergunta Minev. Para sondar os mistérios do Salto Médio, Minev e seus colaboradores usaram um “átomo artificial”, uma configuração experimental que pode efetivamente imitar comportamentos eletrônicos, incluindo um salto quântico.
os estados quânticos mudam quando medidos diretamente, de modo a evitar que o pitfall Minev e a sua equipa observassem um proxy: o nível de fótons refletido ou absorvido à medida que o sistema muda de estado e níveis de energia. Eles coletaram e analisaram dados na escala de microssegundos, o que lhes permitiu procurar comportamentos não visíveis em intervalos de tempo maiores. O físico de Yale e co-autor Sénior Michel Devoret compara-o a ver um filme em câmara lenta. “Como no cinema, você pode ver coisas que você não pode ver a velocidade rápida.”
em tais escalas finas, o salto quântico parecia menos como um impulso abrupto e mais como uma transição suave e contínua de um estado de energia para outro. Os pesquisadores também observaram que o sistema enviou um sinal sutil antes de um salto, e que com um pulso de luz cuidadosamente calibrado, eles poderiam reverter saltos já em progresso. Manipular estados quânticos desta forma, diz Minev, pode ser útil na correção de erros para computadores quânticos.
o experimento confirma que durante um salto quântico, a partícula realmente existe em dois estados ao mesmo tempo. “De uma forma quântica típica, Bohr estava certo e errado ao mesmo tempo”, diz Minev.
