O princípio da incerteza, introduzido pela primeira vez por Werner Heisenberg no final dos anos 1920, é um conceito fundamental da mecânica quântica. No mundo quântico, partículas como os elétrons que alimentam todos os produtos elétricos também podem se comportar como ondas. Como resultado, as partículas não podem ter uma posição e um momento bem definidos simultaneamente. Por exemplo, medir o momento de uma partícula leva a uma perturbação da posição, e, portanto, a posição não pode ser definida com precisão.

Em pesquisas recentes, publicado em Ciência , uma equipe liderada pelo Prof. Mika Sillanpää na Aalto University na Finlândia mostrou que existe uma maneira de contornar o princípio da incerteza. A equipe incluiu o Dr. Matt Woolley da Universidade de New South Wales, na Austrália, que desenvolveu o modelo teórico para o experimento.

Em vez de partículas elementares, a equipe realizou os experimentos usando objetos muito maiores:duas peles vibrantes com um quinto da largura de um cabelo humano. As peles foram cuidadosamente coagidas a se comportar de maneira mecânica quântica.

“No nosso trabalho, as peles exibem um movimento quântico coletivo. Os tambores vibram em fases opostas entre si, de modo que quando um deles está em uma posição final do ciclo de vibração, o outro está na posição oposta ao mesmo tempo. Nesta situação, a incerteza quântica do movimento dos tambores é cancelada se os dois tambores são tratados como uma entidade mecânica quântica, "explica o principal autor do estudo, Dra. Laure Mercier de Lepinay.

Isso significa que os pesquisadores foram capazes de medir simultaneamente a posição e o momento das duas peles - o que não deveria ser possível de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg. Quebrar a regra permite que eles sejam capazes de caracterizar forças extremamente fracas que dirigem as peles.

"Um dos tambores responde a todas as forças do outro tambor de maneira oposta, meio que com uma massa negativa, "Sillanpää diz.

Além disso, os pesquisadores também exploraram esse resultado para fornecer as evidências mais sólidas até hoje de que esses objetos grandes podem exibir o que é conhecido como emaranhamento quântico. Objetos emaranhados não podem ser descritos independentemente uns dos outros, mesmo que eles possam ter uma separação espacial arbitrariamente grande. O emaranhamento permite que pares de objetos se comportem de maneiras que contradizem a física clássica, e é o principal recurso por trás das tecnologias quânticas emergentes. Um computador quântico pode, por exemplo, realize os tipos de cálculos necessários para inventar novos medicamentos com muito mais rapidez do que qualquer supercomputador poderia.

Em objetos macroscópicos, efeitos quânticos como emaranhamento são muito frágeis, e são destruídos facilmente por quaisquer distúrbios do ambiente circundante. Portanto, os experimentos foram realizados a uma temperatura muito baixa, apenas um centésimo grau acima do zero absoluto em -273 graus.

No futuro, o grupo de pesquisa usará essas idéias em testes de laboratório com o objetivo de investigar a interação da mecânica quântica e da gravidade. As peles vibrantes também podem servir como interfaces para conectar nós de grande escala, redes quânticas distribuídas.

O artigo, "Subsistema livre de mecânica quântica com osciladores mecânicos, "por Laure Mercier de Lépinay, Caspar F. Ockeloen-Korppi, Matthew J. Woolley, e Mika A. Sillanpää é publicado em Ciência 7 de maio.