Uma configuração experimental construída na Faculdade de Física Technion demonstra a transferência de átomos de um lugar para outro por meio de tunelamento quântico entre pinças ópticas. Liderada pelo Prof. Yoav Sagi e pelo aluno de doutorado Yanay Florshaim do Solid State Institute, a pesquisa foi publicada na Science Advances .

O experimento é baseado em pinças ópticas, uma ferramenta experimental para capturar átomos, moléculas e até células vivas usando um potencial óptico criado por feixes de laser focados em um ponto do tamanho de um mícron.

Como isso é possível? A interação da luz com a matéria gera uma força proporcional à intensidade da luz. Essa força é muito fraca para afetar nossa vida diária, mas quando se trata de partículas minúsculas , como átomos, ela pode ser forte o suficiente para mantê-las no lugar ou movê-las de um local para outro.

A invenção das pinças ópticas, que se tornaram uma ferramenta significativa na física, rendeu ao físico Arthur Ashkin o Prêmio Nobel de Física em 2018.

Os pesquisadores do Technion usaram uma matriz linear de três pinças ópticas em seu experimento. Ao mudar as distâncias entre cada par de pinças adjacentes, eles controlaram dinamicamente a taxa de tunelamento de átomos entre elas.

Tunelamento é um fenômeno exclusivo do mundo quântico, onde partículas têm uma chance de passar por uma barreira potencial que elas não conseguem superar classicamente. Ao controlar a taxa de tunelamento, os pesquisadores conseguiram transferir átomos de forma suave e eficiente entre as duas pinças externas.

Além disso, os pesquisadores mostraram que, embora os átomos se movam entre ambos os lados da cadeia, a probabilidade de encontrá-los na pinça do meio é muito baixa. Essa característica intrigante do esquema de transferência pode ser entendida lembrando que, na teoria quântica , uma partícula é descrita por um pacote de ondas.

No esquema demonstrado no experimento, as ondas interferem destrutivamente na armadilha do meio, impossibilitando encontrar os átomos ali. Esta é a primeira demonstração deste método de transferência, e os pesquisadores acreditam que ele pode representar um marco significativo no desenvolvimento de novas plataformas quânticas.