A física quântica pode ser um mundo estranho no qual as coisas se comportam de maneiras que podem não fazer sentido inicialmente. O experimento de pensamento "Gato de Schrödinger" foi projetado para demonstrar algumas dessas propriedades, a saber, que átomos e moléculas podem existir em dois estados diferentes ao mesmo tempo, até que alguém dê uma espiada neles. Agora, um grupo de pesquisadores usou esse paradoxo quântico para capturar o complexo funcionamento interno do interior das moléculas com mais detalhes do que nunca.
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Durante anos, o gato de Schrödinger foi pensado para ser um experimento de pensamento particularmente horrível. Como originalmente concebido por Erwin Schrödinger, envolveu colocar um gato em uma caixa selada e dar-lhe uma chance de 50% de ser exposto a gás venenoso. Até que a caixa seja aberta, o gato é considerado vivo e morto. Nos últimos anos, no entanto, os pesquisadores mostraram que é mais do que apenas um experimento mental - não apenas as partículas podem existir em dois estados ao mesmo tempo, mas podem existir em dois lugares ao mesmo tempo, relata Tia Ghose para a LiveScience .
Este fato levou a alguns desenvolvimentos interessantes. Cientistas do Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC da Universidade de Stanford usaram um laser verde óptico para dividir essencialmente uma molécula de iodo em versões de si mesma - um estado excitado e um estado não excitado. Então, disparando pulsos de raios X nas moléculas gêmeas, o chamado "estado de gato", eles foram capazes de capturar ambas as versões em um "holograma de raios X", escreve Jennifer Ouelette para o Gizmodo . Ao juntar uma série dessas imagens, os pesquisadores criaram um vídeo em stop motion, ela escreve. Eles postaram seus resultados no servidor de pré-impressão arXiv, um documento que já foi aceito para publicação pela revista Physical Review Letters.
"Vemos que começa a vibrar, com os dois átomos indo em direção e afastando-se um do outro como se estivessem unidos por uma mola", diz Phil Bucksbaum, pesquisador do SLAC e professor da Stanford, em um comunicado. “Ao mesmo tempo, vemos a ligação entre os átomos se romper e os átomos voarem para o vazio. Ao mesmo tempo, nós os vemos ainda conectados, mas permanecendo por um tempo a certa distância um do outro antes de voltarmos. Conforme o tempo passa, vemos as vibrações se reduzirem até que a molécula esteja em repouso novamente. ”
Tudo isso acontece em um trilionésimo de segundo, mas pode levar a novos desenvolvimentos na pesquisa quântica. Ao juntar cada foto tirada pelos pulsos de raios X, os cientistas conseguiram criar um filme altamente detalhado mostrando os dois estados ao mesmo tempo. Os pesquisadores podem até usar essa técnica para criar seqüências detalhadas a partir de dados coletados em experimentos anteriores com a física quântica para obter outro vislumbre do que está acontecendo dentro do estado do gato, relata Ouelette.
"Nosso método é fundamental para a mecânica quântica, por isso estamos ansiosos para testá-lo em outros sistemas moleculares pequenos, incluindo sistemas envolvidos na visão, fotossíntese, proteção do DNA contra danos causados por raios UV e outras funções importantes em seres vivos", disse Buckbaum em um comunicado.
Usando essa técnica, os pesquisadores poderão em breve obter novas informações sobre como a física quântica influencia os sistemas e processos biológicos.
