Os pesquisadores tem grandes ideias para o potencial da tecnologia qua¢ntica, de redes inquebra¡veis ​​a sensores de terremotos. Mas todas essas coisas dependem de um grande feito tecnola³gico: ser capaz de construir e controlar sistemas departículas qua¢nticas, que estãoentre os menores objetos do universo.

Esse objetivo estãoagora um passo mais perto com a publicação de um novo manãtodo por cientistas da Universidade de Chicago. Publicado nesta quarta-feira 28 de abril na Nature , o artigo mostra como trazer várias moléculas de uma vez em um aºnico estado qua¢ntico - um dos objetivos mais importantes da física qua¢ntica .

"As pessoas vão tentando fazer isso hádécadas, por isso estamos muito entusiasmados", disse o autor saªnior Cheng Chin, professor de física da UChicago que disse que queria atingir esse objetivo desde que era um estudante de graduação na década de 1990. "Espero que isso possa abrir novos campos na química qua¢ntica de muitos corpos. Ha¡ evidaªncias de que hámuitas descobertas esperando por aa­."

Um dos estados essenciais da matéria échamado de condensado de Bose-Einstein: quando um grupo departículas resfriadas atéquase o zero absoluto compartilha um estado qua¢ntico, todo o grupo comea§a a se comportar como se fosse um aºnico a¡tomo . a‰ um pouco como persuadir uma banda inteira a marchar inteiramente no mesmo ritmo enquanto toca afinado - difa­cil de conseguir, mas quando isso acontece, um novo mundo de possibilidades pode se abrir.

Os cientistas tem conseguido fazer isso com a¡tomos hálgumas décadas, mas o que eles realmente gostariam de fazer éser capaz de fazer isso com molanãculas. Essa descoberta pode servir como base para muitas formas de tecnologia qua¢ntica.

Mas, como as moléculas são maiores do que os a¡tomos e tem muito mais partes ma³veis, a maioria das tentativas de aproveita¡-las se dissolveu no caos. "Os a¡tomos são objetos esfanãricos simples, enquanto as moléculas podem vibrar, girar e carregar pequenos a­ma£s", disse Chin. "Como as moléculas podem fazer tantas coisas diferentes, isso as torna mais aºteis e, ao mesmo tempo, muito mais difa­ceis de controlar."

O grupo de Chin queria tirar proveito de alguns novos recursos do laboratório que haviam se tornado disponí­veis recentemente. No ano passado, eles começam a experimentar adicionar duas condições.

O primeiro foi o resfriamento de todo o sistema ainda mais - até10 nanokelvins, um fio de cabelo acima do zero absoluto. Em seguida, eles empacotaram as moléculas em um espaço de rastreamento de forma que elas foram fixadas. "Normalmente, as moléculas querem se mover em todas as direções e, se vocêpermitir, elas são muito menos esta¡veis", disse Chin. "Confinamos as moléculas para que fiquem em umasuperfÍcie 2D e são possam se mover em duas direções."

O resultado foi um conjunto de moléculas virtualmente idaªnticas - alinhadas exatamente com a mesma orientação, a mesma frequência vibracional, no mesmo estado qua¢ntico .

Os cientistas descreveram esse condensado molecular como uma folha imaculada de um novo papel de desenho para engenharia qua¢ntica. "a‰ o ponto de partida ideal absoluto", disse Chin. "Por exemplo, se vocêdeseja construir sistemas qua¢nticos para armazenar informações, vocêprecisa de uma lousa em branco para escrever antes de formatar e armazenar essas informações."

Atéagora, eles conseguiram ligar alguns milhares de moléculas em tal estado e estãocomea§ando a explorar seu potencial.

"Na maneira tradicional de pensar sobre química, vocêpensa em alguns a¡tomos e moléculas colidindo e formando uma nova molanãcula", disse Chin. “Mas no regime qua¢ntico, todas as moléculas agem juntas, em comportamento coletivo. Isso abre uma nova maneira de explorar como as moléculas podem reagir juntas para se tornar um novo tipo de molanãcula.

"Este tem sido um objetivo meu desde que era estudante", acrescentou ele, "por isso estamos muito, muito felizes com este resultado."