Pode haver muita esperança no felino condenado mais famoso da física, o gato de Schrödinger.
No experimento bizarro de pensamento que simboliza o estranho estado das partículas subatômicas na física quântica, um gato confinado a uma caixa está morto e vivo até que a caixa seja aberta, momento em que o gato cai morto ou se afasta felizmente.
Pensou-se uma vez que esse momento da verdade era instantâneo e completamente imprevisível. Mas em um estudo publicado em 3 de junho na revista Nature, os físicos de Yale foram capazes de assistir o gato de Schrödinger em ação, prever o destino do felino e até salvá-lo de uma morte prematura.
Com essa nova descoberta, os físicos foram capazes de "parar o processo e devolver o gato ao seu estado vivo", disse à Live Science Michel Devoret, físico de Harvard e um dos co-autores do estudo.
Na física, o gato de Schrödinger é um experimento mental em que um gato fica preso em uma caixa com uma partícula que tem 50 a 50 chances de se decompor. Se a partícula decai, o gato morre; caso contrário, o gato vive. Até você abrir a caixa, no entanto, você não tem ideia do que aconteceu com o gato, então ele existe em uma superposição de estados vivos e mortos, assim como elétrons e outras partículas subatômicas existem simultaneamente em vários estados (como energia múltipla). níveis) até serem observados. Quando uma partícula é observada e escolhe aleatoriamente ocupar apenas um nível de energia, isso é chamado de salto quântico. Os físicos originalmente pensavam que os saltos quânticos eram instantâneos e discretos: Poof! E de repente, a partícula está em um estado ou outro.
Mas, na década de 1990, mais físicos começaram a suspeitar que as partículas seguem um caminho linear enquanto pulam, antes de entrar em seu estado final. Naquela época, os físicos não tinham a tecnologia para observar essas trajetórias, disse Todd Brun, físico da Universidade do Sul da Califórnia, que não estava envolvido na pesquisa. É aí que Devoret e seus co-autores entram.
Os físicos de Yale lançaram uma luz brilhante em um átomo e observaram como a luz se dispersava quando o salto quântico ocorria. Eles descobriram que os saltos quânticos eram contínuos e não discretos, e que saltam para diferentes níveis de energia discretos mantidos em trajetórias específicas de "vôo".
Uma vez que os físicos sabiam o estado específico em que o átomo se aproximava, eles foram capazes de reverter esse vôo, aplicando uma força na direção certa e com a força certa, disse o principal autor e físico da Universidade de Yale, Zlatko Minev. Identificar corretamente o tipo de salto foi crucial para reverter o vôo com sucesso, acrescentou. "É muito precário", disse Minev à Live Science.
Alguns físicos, como Brun, não se surpreendem com a descoberta: "Isso não é diferente de tudo o que alguém havia previsto", disse Brun à Live Science. "O interessante é que eles executaram experimentalmente".
A nova descoberta é particularmente significativa para instalações de pesquisa como o Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO), onde os físicos observam ondas gravitacionais, disse Devoret. Nessas instalações de pesquisa, a imprevisibilidade das partículas, também chamada de ruído quântico, é o banimento dos esforços dos cientistas para fazer medições precisas.
"Como os físicos gostam de dizer, com ruído quântico, nem Deus sabe o que você medirá", disse Devoret. Usando a pesquisa, os físicos podem "silenciar" o ruído quântico e fazer medições mais precisas.
As partículas e o destino do gato de Schrödinger sempre serão imprevisíveis a longo prazo, disse Devoret. A principal descoberta de ele e de seus co-autores é que seus destinos podem ser observados e previstos à medida que acontecem.
"É um pouco como erupções vulcânicas", explicou Devoret, "elas são imprevisíveis a longo prazo. Mas, a curto prazo, você pode ver quando alguém está prestes a entrar em erupção".
