Título:Cientistas descobrem mecanismo por trás da perda de propriedades quânticas em partículas fundamentais

Cambridge, Massachusetts - Numa descoberta inovadora, uma equipa de físicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) revelou o mecanismo oculto por trás de como as partículas fundamentais, como os electrões e os fotões, fazem a transição do seu estado inerentemente mecânico quântico para o comportamento clássico. Esta compreensão tem implicações profundas para o avanço da computação quântica, melhorando a precisão dos instrumentos de medição e desvendando os mistérios da física quântica.

O mundo quântico, governado pelos princípios da mecânica quântica, apresenta fenómenos estranhos e contra-intuitivos que desafiam as nossas experiências quotidianas. Entre estes está o fenômeno enigmático conhecido como decoerência, onde as propriedades quânticas desaparecem gradualmente à medida que uma partícula interage com seu ambiente. Durante décadas, os físicos lutaram para compreender os mecanismos precisos que impulsionam a decoerência.

A equipe de pesquisa do MIT, liderada pela professora Sarah Williams e pelo colega de pós-doutorado Dr. David Bennett, conduziu experimentos sofisticados usando átomos ultrafrios e lasers de precisão para desembaraçar a intrincada dança entre o comportamento quântico e clássico. Ao manipular meticulosamente o ambiente dos átomos e medir a coerência quântica com uma precisão sem precedentes, os cientistas descobriram o mecanismo fundamental que sustenta a decoerência.

As suas descobertas revelam que a decoerência surge das interacções das partículas com os campos electromagnéticos de fundo – as ondas omnipresentes de energia eléctrica e magnética que permeiam todo o espaço. Esses campos, que são gerados pelo movimento de partículas carregadas e pelas flutuações do vácuo quântico, atuam como pequenas “perturbações” que perturbam a delicada coerência quântica das partículas.

“Nossos experimentos fornecem a primeira evidência direta de como o mundo quântico, governado pela superposição e emaranhamento, interage e faz a transição para o mundo clássico”, explica a professora Sarah Williams. “Esta descoberta abre um novo capítulo na nossa busca para aproveitar os efeitos quânticos e preparar o caminho para a realização de tecnologias quânticas práticas.”

A capacidade de controlar e manipular a decoerência é essencial para a realização da computação quântica – uma revolução potencial que promete uma aceleração exponencial no poder computacional. Ao minimizar os efeitos da decoerência, os computadores quânticos podem realizar cálculos complexos que atualmente são intratáveis ​​com computadores clássicos. Os insights obtidos com esta pesquisa oferecem um caminho para sistemas quânticos mais robustos e melhor desempenho de algoritmos quânticos.

David Bennett enfatiza:"Esta descoberta também promete melhorias na sensibilidade dos instrumentos de medição, particularmente em relógios atômicos de precisão e detectores de ondas gravitacionais. A compreensão fundamental da decoerência nos permitirá projetar experimentos que sejam menos suscetíveis ao ruído ambiental e produzam mais medições precisas."

As descobertas da equipe de pesquisa, publicadas na prestigiada revista Nature Physics, representam um salto significativo na nossa compreensão da interação fundamental entre o comportamento quântico e clássico. À medida que os físicos continuam a investigar os mistérios da decoerência, as fronteiras entre os domínios quântico e clássico podem confundir-se, inaugurando novas fronteiras na ciência e na tecnologia.