Cientistas alemães desenvolveram uma nova técnica capaz de identificar os mínimos detalhes da "assinatura" das moléculas, incluindo seus níveis de energia, com precisão espectroscópica, e assim alcançar o limite quântico definitivo.
A precisão espectroscópica não se limita a "ver" a molécula e sua localização, mas também a medir exatamente como ela vibra, gira ou muda de estado quando recebe energia. Já o limite quântico é a fronteira fundamental de uma medição, imposta pelas próprias leis da mecânica quântica, como o Princípio da Incerteza de Heisenberg. Em outras palavras, a nova técnica atinge o nível máximo absoluto de sensibilidade e de resolução que a natureza permite.
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O Congresso é a casa do povo, mas é difícil despejar seus inquilinos. A 13 dias das eleições, a maioria já sabe em quem vai votar para presidente e governador, mas ganha uma estátua em praça pública o eleitor que já tiver escolhido todos os candidatos ao Legislativo. E ganha duas estátuas quem se lembrar dos candidatos em quem votou nas eleições passadas.
Dois em cada três eleitores esqueceram o voto para o Legislativo em 2022 e não se lembram de quem escolheram para senador, deputado federal e deputado estadual. Deveriam certificar-se de que não esqueceram a consciência em casa ao entrarem na cabine de votação em 4 de outubro, pois quem não vota com a cabeça paga com o bolso.
Verbas orçamentárias continuam escorrendo pelo ladrão porque os ladrões não param de entrar nos orçamentos — federal e estaduais. Em meio à perversão, todos os gatunos parecem pardos. Mas igualdade absoluta é uma impossibilidade genética. Cabe ao eleitor impaciente punir os eleitos inconsequentes. Na dúvida, vote no contrário.
O maior escândalo do Legislativo não está nos que estão lá, mas nos que ainda não chegaram. A maior contribuição que muitos políticos podem dar ao país é perder as eleições. Você pode ajudá-los. Faça alguns parlamentares trabalharem: não os reeleja.
Observar as coisas nesse nível de detalhamento é importante porque muitas tecnologias dependem de objetos em nanoescala, como moléculas ou átomos, que interagem fortemente com a luz. Esses objetos são usados para gerar fótons individuais, armazenar informações quânticas e distribuir o entrelaçamento, processos com aplicações que vão das comunicações e da computação quânticas aos sensores mais avançados, capazes de realizar observações em escalas que vão da subatômica à cosmológica..
Estudar átomos e moléculas - ou sistemas quânticos, como os cientistas os chamam - exige mantê-los parados no lugar por um longo período, o que geralmente é feito colocando-os sobre um material hospedeiro em uma atmosfera de vácuo. O problema é que as superfícies facilmente absorvem contaminantes do ambiente, criando um entorno altamente instável e "ruidoso", que não apenas atrapalha a observação, mas também compromete as propriedades dos emissores quânticos, o que significa que as medições feitas não são confiáveis.
O avanço consistiu em gerar uma superfície totalmente limpa, onde o objeto quântico a ser observado pode ser depositado e manter-se lá sem contaminação.. Para obter essa superfície limpa, os pesquisadores tiraram proveito do fato de que um cristal orgânico evapora lentamente à temperatura ambiente. Assim, ao colocar um pequeno cristal em um criostato sob vácuo, as camadas superiores do cristal se desprendem naturalmente, levando consigo os contaminantes. Em seguida, o cristal é resfriado a apenas alguns graus Kelvin acima do zero absoluto para interromper a sublimação. Feito isso, basta depositar as moléculas a serem observadas sobre a superfície do cristal nessas baixas temperaturas, o que é feito em uma espécie de "forno" que a equipe construiu. Adeus ruídos, e bem-vindas medições com precisão espectroscópica no limite quântico.
Uma métrica essencial na observação de um sistema quântico é o seu tempo de coerência, que nunca pode ser maior do que o chamado limite de Fourier, que é dado pelo tempo que a molécula ou átomo leva para transferir sua energia para o ambiente. No entanto, em ambientes "sujos", ou ruidosos, o tempo de coerência acaba ficando centenas ou até milhares de vezes menor.
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As leis da física são geralmente simétricas, e os processos naturais tendem a seguir uma direção definida, conhecida como seta do tempo. Mas num sistema quântico monitorado, os efeitos da medição e o mecanismo de retroalimentação induzem o sentido da seta do tempo.
Explicando melhor: na maioria dos processos naturais, observamos que estes seguem uma seta do tempo: os cristais partem-se, os ovos eclodem, as estrelas explodem, etc., mas não se observa que esses processos tenham um comportamento na ordem inversa. No entanto, um estudo recente demonstra que é possível suprimir a seta do tempo num sistema quântico e, consequentemente, fazendo com que o fluxo temporal aparente possa ser alongado, difuso ou apresentar comportamento semelhante ao de uma evolução temporal invertida.
Aorma como a direção da seta do tempo se manifesta, com base nas leis da simetria temporal, tem suscitado incerteza e perplexidade entre cientistas e filósofos há décadas. As setas do tempo têm sido atribuídas a muitas origens diferentes; algumas delas têm sido associadas à gravidade. A seta do tempo mais reconhecível é talvez a termodinâmica: que surge da simetria temporal da dinâmica microscópica subjacente aos processos termodinâmicos.
Na Segunda Lei da Termodinâmica, explica-se que, para os sistemas macroscópicos, os processos que aumentam a entropia são mais prováveis do que aqueles que a diminuem. Nos sistemas quânticos, porém, as regras da mecânica quântica implicam que as medições não só observam, como também alteram ativamente o sistema que está sendo medido. Essas características permitem conceber dinâmicas quânticas diferenciadas, incomuns e inesperadas, incluindo trajetórias que parecem uma evolução invertida do tempo.
No geral, a entropia do Universo aumenta. Quanto maior o sistema, mais difícil é identificar dinâmicas anômalas e mais complexo se torna observar dinâmicas que diminuam essa entropia. A manifestação da seta do tempo pode ser medida comparando-se a probabilidade de ocorrência de um processo com o seu inverso temporal.
Sabe-se que a aleatoriedade clássica é o resultado de uma falta de conhecimento completo da descrição microscópica de um sistema. Essa aleatoriedade quântica nos resultados das medições é fundamental. A descrição mais completa de um sistema quântico produz probabilidades de possíveis resultados de medição.
No trabalho de pesquisa, foram identificadas relações complexas entre os regimes de funcionamento dos motores de medição, o fluxo energético
proveniente das medições, bem como a forma como o feedback afeta a percepção da seta do tempo.
Se estas medições extraem energia do sistema, o mecanismo de retroalimentação que prolonga a seta do tempo também extrai trabalho. No trabalho de simulação, os pesquisadores utilizaram os avanços alcançados para conceber um motor capaz de converter em trabalho parte da energia associada ao próprio processo de medição do sistema quântico.
A conferir.
