Uma partícula respondeu a um campo magnético sem atravessar a região onde o campo estava e físicos recriaram o efeito num computador quântico
Físicos de Oxford recriaram num computador quântico o efeito que faz uma partícula mudar de comportamento sem nunca atravessar um campo magnético
O que você vai ver
- O que diz o efeito Aharonov-Bohm, previsto em 1959.
- Como a equipe de Oxford recriou o fenômeno num computador quântico.
- O que aconteceu com a partícula simulada quando o fluxo magnético apareceu.
- Por que a equipe precisou mudar o plano original do experimento.
- Que outro grupo de pesquisa trabalhou em paralelo com um experimento parecido.
Físicos da Universidade de Oxford usaram um computador quântico híbrido para recriar um dos efeitos mais contraintuitivos da mecânica quântica: uma partícula que muda de comportamento por causa de um campo magnético, mesmo sem nunca atravessar a região onde esse campo existe.
O que diz o efeito previsto em 1959?
Os físicos Yakir Aharonov e David Bohm previram que uma partícula carregada eletricamente, ao se mover ao redor de uma região com fluxo magnético, tem sua fase quântica alterada mesmo que nunca passe pelo interior dessa região, previsão teórica que mais tarde foi confirmada experimentalmente com elétrons reais e que desafia a intuição de que só é possível haver efeito onde existe contato físico.
Como o efeito foi recriado num computador quântico?
A equipe liderada pelos pesquisadores Sebastian Saner e Oana Bazavan usou íons aprisionados para representar, por meio dos seus estados internos, os campos que geram o fluxo magnético, enquanto osciladores quânticos criados a partir das vibrações desses mesmos íons representaram a matéria, montando um pequeno laço, estrutura básica usada para simular teorias de calibre em redes.
O que aconteceu com a partícula simulada?
Sem a presença de fluxo magnético, a partícula simulada conseguia atravessar livremente o pequeno laço por efeito túnel; quando o fluxo foi introduzido, os dois caminhos possíveis passaram a interferir de forma destrutiva, suprimindo esse efeito túnel e deixando a partícula praticamente congelada, como se o campo a tivesse “sentido” mesmo sem contato direto.
Por que o plano original mudou?
A equipe pretendia inicialmente fixar um fluxo magnético de fundo constante na simulação, mas o hardware disponível não suportava esse tipo de configuração, o que levou os pesquisadores a tratar o fluxo como uma variável dinâmica, codificada por meio do entrelaçamento de dois qubits que representavam os campos ligados ao laço.
Que outro grupo trabalhou em paralelo?
Uma equipe da Universidade de Maryland, liderada pelo professor Norbert Linke, conduziu um estudo complementar usando um sistema híbrido parecido para simular o chamado potencial de Yukawa, e os dois grupos coordenaram a publicação de seus resultados, reforçando o interesse crescente em usar computadores quânticos para reproduzir fenômenos difíceis de observar diretamente na natureza.
Simulações que recriam fenômenos quânticos difíceis de observar diretamente também aparecem na reportagem sobre o degrau atômico que guiou vórtices quânticos como um trilho.
Mais detalhes sobre a pesquisa estão disponíveis na reportagem original do ScienceDaily.
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