Pesquisadores da Universidade Stanford registraram, pela primeira vez, um salto qu\u00e2ntico de energia acontecendo diretamente no som, fen\u00f4meno que a f\u00edsica qu\u00e2ntica prev\u00ea h\u00e1 mais de um s\u00e9culo mas que at\u00e9 agora s\u00f3 havia sido observado em \u00edons e part\u00edculas de luz. <\/p>\n\n\n\n
O experimento, publicado na revista Science pela equipe liderada pelo f\u00edsico Amir Safavi-Naeini, acompanhou em tempo real a transi\u00e7\u00e3o de um \u00fanico f\u00f4non, a menor unidade quantizada de vibra\u00e7\u00e3o em um material, entre dois estados de energia.<\/p>\n\n\n\n
Um f\u00f4non n\u00e3o \u00e9 uma part\u00edcula independente, mas uma quantidade quantizada de movimento coletivo dos \u00e1tomos de um material. No dia a dia, esse comportamento \u00e9 impercept\u00edvel: quando um diapas\u00e3o vibra, o som diminui de forma gradual at\u00e9 desaparecer. <\/p>\n\n\n\n
Na escala qu\u00e2ntica, por\u00e9m, a energia vibracional pode passar diretamente entre n\u00edveis bem definidos, sem transi\u00e7\u00e3o intermedi\u00e1ria. O experimento de Stanford capturou justamente essa mudan\u00e7a abrupta, de um estado com um f\u00f4non para outro sem nenhum.<\/p>\n\n\n\n
Para observar o fen\u00f4meno, os pesquisadores constru\u00edram um ressonador mec\u00e2nico microsc\u00f3pico com t\u00e9cnicas semelhantes \u00e0s usadas na fabrica\u00e7\u00e3o de chips, funcionando como uma esp\u00e9cie de diapas\u00e3o min\u00fasculo capaz de manter uma vibra\u00e7\u00e3o por aproximadamente dois milissegundos. <\/p>\n\n\n\n
Proporcionalmente, isso equivaleria a um diapas\u00e3o comum vibrando durante v\u00e1rias horas seguidas, o que permitiu realizar centenas de medi\u00e7\u00f5es enquanto o sistema permanecia ativo.<\/p>\n\n\n\n
O maior desafio t\u00e9cnico foi medir esse comportamento sem destruir o pr\u00f3prio estado qu\u00e2ntico observado, um dos problemas centrais da engenharia qu\u00e2ntica. A solu\u00e7\u00e3o foi conectar o ressonador a um qubit supercondutor, unidade usada para armazenar e manipular informa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, que tamb\u00e9m funcionou como um detector el\u00e9trico. <\/p>\n\n\n\n
Durante os dois milissegundos de vibra\u00e7\u00e3o, o qubit checava repetidamente se o ressonador estava no n\u00edvel energ\u00e9tico 1 ou 0, revelando o instante exato em que o f\u00f4non desaparecia.<\/p>\n\n\n\n
Os estados usados para armazenar informa\u00e7\u00e3o nesses sistemas s\u00e3o extremamente sens\u00edveis ao ambiente, e um salto qu\u00e2ntico pode representar justamente um erro que corrompe uma opera\u00e7\u00e3o antes que ela seja conclu\u00edda. <\/p>\n\n\n\n
O tamanho reduzido do ressonador tamb\u00e9m permite integrar v\u00e1rios deles em um \u00fanico chip, o que abre caminho para sensores de alt\u00edssima precis\u00e3o. A equipe de Stanford j\u00e1 trabalha com pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Calif\u00f3rnia (Caltech) para investigar uma aplica\u00e7\u00e3o ambiciosa: usar a mesma plataforma para detectar e identificar prote\u00ednas dentro de c\u00e9lulas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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