Físicos conseguem um sistema que demonstra como a luz interfere no movimento de um corpo que é suficientemente grande para puder ser visto pelo Homem.

Actualmente, o movimento dos corpos é explicado pelas Leis da Mecânica Quântica, no entanto estas levam à concepção de algumas ideias interessantes como a possibilidade de um corpo existir, simultaneamente, em dois sítios distintos e que um corpo mesmo no zero absoluto tem sempre algum movimento associado. No entanto, estes movimentos são apenas observáveis em corpos pequenos como átomos isolados. No caso de objectos maiores, o que acontece é que o acoplamento destes “pequenos” corpos inibe as manifestações quânticas dos corpos, processo este chamado de decoerência. 

Contudo, investigadores do “EPFL’s Laboratory of Photonics and Quantum Measurements” conseguiram controlar o movimento de um corpo com a luz, corpo este constituído por uma centena de trilhões de átomos e que portanto já possibilita a sua observação. Estes resultados foram publicados no passado dia 2 de fevereiro na revista Nature.

“A Ring of Light” – Um anel de Luz

Objecto circular utilizado pela equipa

Esta equipa de investigadores concebeu uma espécie de “Donut” com 1 micrometro de diâmetro e foi montado num microchip. Então foi colocada uma fibra óptica muito fina próximo deste objecto e fez-se colidir uma feixe de laser com o objecto circular. Isto faz com que a luz passe e circule em torno do “Donut” cerca de um milhão de vezes por unidade de tempo e assim como a pressão de um dedo, a luz cria uma pressão no “Donut” e isto faz com que as partículas deste oscilem com uma frequência bem definida. No entanto, a força pode ainda opor-se ao movimento oscilatório das partículas, e neste caso irá acontecer o abrandamento das partículas. 

Cada vez mais frio…

O que vai acontecer é que o corpo irá aproximar-se ainda mais do zero absoluto e aproxima-se do estado quântico fundamental. O estado quântico fundamental é definido com um estado em que existe algum movimento oscilatório das partículas, mas é considerado como o estado de menor energia possível. A luz e o corpo estabelecem uma ligação tão íntima que um pequeno pulso de luz leva a uma alteração da frequência de oscilação das partículas, o mesmo acontece reciprocamente. Com este modelo é possível ultrapassar a barreira estabelecida pela decoerência e observar as interacções quânticas entre a luz e a matéria.

Implicações para o futuro

Computador Quântico

As estruturas quânticas podem ser relacionadas com outras propriedades diferentes como correntes eléctricas, isto poderá fazer com que se possa interpretar a informação quântica associada a sinais de luz e pulsos e eléctricos. Isto abrirá caminho para a transmissão de informação quântica, conceito que está na base dos computadores quânticos.

Bibliografia:
Quantum-coherent coupling of a mechanical oscillator to an optical cavity mode, E. Verhagen, S. Deléglise, S. Weis, A. Schliesser, Tobias J. Kippenberg, Nature, Janeiro de 2012 (Adaptado)