Moléculas colocadas sobre uma superfície ficaram no limite físico de estabilidade quântica e abriram uma nova forma de controlá-las individualmente
Moléculas fixadas sobre uma superfície ultralimpa atingiram pela primeira vez o limite físico máximo de estabilidade quântica
O que você vai ver
- Qual é o limite físico que as moléculas atingiram.
- Como os pesquisadores criaram uma superfície limpa o suficiente para isso.
- Por que contaminantes na superfície costumam atrapalhar tanto.
- O que mais a superfície influenciou nas moléculas depositadas.
- Por que isso interessa à computação e à comunicação quântica.
Cientistas do Instituto Max Planck para a Ciência da Luz conseguiram, pela primeira vez, fazer moléculas individuais fixadas sobre uma superfície atingirem o limite máximo de estabilidade quântica permitido pela física, um feito que até então só havia sido demonstrado em condições mais isoladas, longe de qualquer superfície.
Qual é o limite físico atingido?
O chamado limite de Fourier é o tempo máximo de coerência que um emissor quântico pode manter, segundo as leis da física; em ambientes com ruído, esse tempo costuma desaparecer centenas ou milhares de vezes mais rápido do que esse limite, o que torna a conquista da equipe liderada pelo professor Vahid Sandoghdar, publicada na revista Science, um resultado considerado difícil de obter com moléculas presas a uma superfície.
Como foi criada a superfície limpa?
Os pesquisadores colocaram um cristal orgânico dentro de um criostato e deixaram suas camadas superiores sublimarem lentamente, processo que arrasta consigo contaminantes acumulados; em seguida, resfriaram o cristal a poucos graus acima do zero absoluto para interromper a sublimação e depositaram as moléculas sobre essa superfície já limpa usando um pequeno forno.
Por que contaminantes atrapalham tanto?
Superfícies sempre foram um obstáculo para experimentos desse tipo porque qualquer resíduo químico perturba o comportamento quântico das moléculas depositadas, fazendo a coerência se perder muito antes do limite teórico, e é justamente esse obstáculo que a técnica de sublimação lenta conseguiu contornar ao eliminar praticamente toda contaminação antes da deposição.
O que mais a superfície mudou nas moléculas?
Além de preservar a coerência quântica, a superfície também influenciou o comportamento das moléculas de outras formas, alinhando-as em direções específicas e deslocando seus níveis de energia, efeitos que podem estar associados a mudanças na forma ou nas vibrações de cada molécula individual.
Por que isso interessa à computação quântica?
Emissores quânticos como esses estão ligados à produção de fótons únicos, ao armazenamento de informação quântica e à criação de conexões quânticas entre sistemas distantes, aplicações centrais para computação quântica e comunicação segura; a equipe agora planeja combinar a técnica com microscopia de força atômica e de tunelamento para manipular emissores individuais em escala nanométrica.
Avanços que dependem de ambientes extremamente controlados para revelar fenômenos novos também aparecem na reportagem sobre o mapeamento que mudou o entendimento sobre uma pequena região do cérebro.
Mais detalhes sobre o estudo estão disponíveis na reportagem original do ScienceDaily.
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