GIF animado explicando o processo. Crédito:University of Sevile
A física quântica lida com sistemas microscópicos, como átomos e partículas de luz. É uma teoria que permite calcular as probabilidades dos possíveis resultados de qualquer medição realizada nesses sistemas. Contudo, o que acontece durante a medição é um mistério. Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Sevilha, a Universidade de Estocolmo (Suécia) e a Universidade de Siegen (Alemanha) tem, pela primeira vez, conseguiu "filmar" o que acontece durante a medição do sistema quântico.
Fazer isso, eles usaram um íon estrôncio (um átomo eletricamente carregado) preso em um campo elétrico. A medição do íon dura apenas um milionésimo de segundo, mas os pesquisadores conseguiram fazer um "filme" do processo reconstruindo o estado quântico do sistema em diferentes momentos. Os resultados confirmam uma das previsões mais sutis da física quântica.
"O experimento é interessante por dois motivos, de acordo com o professor Adán Cabello, do Departamento de Física Aplicada II da Universidade de Sevilha. "Por um lado, mostra que a mudança do estado quântico durante uma medição não é instantânea - como muitos acreditam - mas que acontece gradualmente. "Além disso, "o experimento demonstra que as medições quânticas que preservam os estados quânticos com o máximo de informações são processos reais que ocorrem na natureza e não são apenas idealizações teóricas."
O resultado do experimento pode ser resumido em um GIF animado que mostra como ocorreu o estado quântico do íon durante este milionésimo de segundo. O estado pode ser visualizado usando um quadro tridimensional. As alturas das torres indicam o grau de sobreposição dos possíveis estados quânticos. O filme mostra como, durante a medição, algumas das superposições são perdidas - e como a perda é gradual - enquanto outras são preservadas exatamente como deve acontecer em uma medição quântica ideal.
Trabalhando no laboratório. Crédito:Universidad de Sevilla
Crédito:Universidad de Sevilla