Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Toronto encontrou uma maneira de medir quanto tempo o tunelamento quântico leva para acontecer. Em seu artigo publicado na revista Nature, o grupo descreve os experimentos que eles realizaram e o resultado que encontraram ao tentar medir quanto tempo o tunelamento quântico leva em determinadas circunstâncias.
Em certo sentido, o tunelamento quântico é simples – é um fenômeno no qual uma partícula passa por uma barreira de energia, apesar da falta de energia para fazê-lo. Os cientistas realmente não sabem como isso funciona, mas descobriram usos para isso de qualquer maneira – como fazer microscópios de varredura por tunelamento. Um fator do tunelamento quântico debatido pelos físicos ao longo do século passado é quanto tempo leva para uma partícula passar por uma barreira energética.
A dificuldade em responder a essa pergunta está na definição do tempo em si e como ela se aplica ao tunelamento quântico. Nesse novo esforço, os pesquisadores adotaram uma abordagem simplificada para medir quanto tempo leva para um tipo de partícula (um átomo de rubídio) passar por um tipo muito específico de barreira energética (um raio laser). O “relógio” em seus experimentos foi o giro dos átomos de rubídio usados – já que a duração do giro é uma quantidade conhecida, eles podem ser usados como relógios, medindo a quantidade de giro que ocorre enquanto são submetidos a testes – como passar por um raio laser. Assim, tudo o que os pesquisadores precisavam fazer era observar o estado atual de rotação do átomo antes que ele entrasse no feixe e depois medi-lo novamente quando ele saísse.
A execução do plano envolveu a captura de uma nuvem de átomos de rubídio usando um raio laser e, em seguida, o mesmo raio laser para mover os átomos para o caminho de outro raio laser – e medir a rotação dos dois lados do segundo raio. Para facilitar a medição da rotação dos átomos, os pesquisadores primeiro esfriaram a nuvem antes de enviá-los através da barreira energética. A medição da mudança na rotação mostrou que o tunelamento levou aproximadamente 0,62 milissegundos.
Em investigações adicionais, os pesquisadores gostariam de aprender mais sobre a trajetória dos átomos à medida que se movem através da barreira – e também observam que algumas teorias sugerem que as partículas são capazes de se mover através de uma barreira sem nunca ter passado pelo interior.
Publicado em 25/07/2020 18h29
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