Tambores de Heisenberg

princípio da incerteza, introduzido por Werner Heisenberg no final dos anos 1920, é um conceito fundamental da mecânica quântica. Inovação Tecnológica

As partículas fundamentais, como os elétrons que alimentam todos os produtos eletrônicos, também podem se comportar como ondas, o que implica que as partículas não podem ter uma posição e um momento bem definidos simultaneamente. Por exemplo, medir o momento de uma partícula leva a uma perturbação da sua posição e, portanto, a posição não pode ser definida com precisão. Este é o famoso Princípio da Incerteza de Heisenberg.

Mas Laure de Lepinay e seus colegas da Universidade Aalto, na Finlândia, demonstraram que existe uma maneira de contornar esse princípio da incerteza.

Em vez de partículas elementares, a equipe realizou os experimentos usando objetos muito maiores: Duas membranas vibratórias com um quinto do diâmetro de um fio de cabelo humano. Contudo, mesmo sendo muito maiores dos que as partículas fundamentais, as membranas foram cuidadosamente forçadas a se comportar seguindo as regras da mecânica quântica.

“Em nosso trabalho, as membranas apresentam um movimento quântico coletivo. Os tambores vibram em fases opostas entre si, de modo que, quando um deles está na posição final do ciclo de vibração, o outro está na posição oposta ao mesmo tempo. Nessa situação, a incerteza quântica do movimento dos tambores é cancelada se os dois tambores forem tratados como uma entidade mecânica quântica,” explicou Lepinay.

O novo experimento significa que é possível medir simultaneamente a posição e o momento dos dois tambores, o que não deveria ser possível de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg.

Ao quebrar a regra, a equipe conseguiu caracterizar forças extremamente fracas que acionam os tambores, aumentando o nível de precisão que era possível alcançar anteriormente.

“Um dos tambores responde a todas as forças do outro tambor de forma oposta, meio que com uma massa negativa,” comparou o professor Mika Sillanpaa.

Objetos entrelaçados não podem ser descritos independentemente uns dos outros, embora possam ter uma separação espacial arbitrariamente grande. O entrelaçamento permite que pares de objetos se comportem de maneiras que contradizem a física clássica, o que é o recurso-chave por trás das emergentes tecnologias quânticas.

A equipe afirmou que pretende usar essa técnica em testes de laboratório com o objetivo de investigar a interação da mecânica quântica e da gravidade. As membranas vibratórias também podem servir como interfaces para conectar nós de redes quânticas distribuídas em grande escala.

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