MADRID 5 maio (EUROPA PRESS) -
Os físicos do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) capturaram as primeiras imagens de átomos individuais interagindo livremente no espaço.
As imagens revelam correlações entre as partículas livres que haviam sido previstas até agora, mas nunca observadas diretamente. Suas descobertas, publicadas na revista Physical Review Letters, ajudarão os cientistas a visualizar fenômenos quânticos nunca antes vistos no espaço real.
As imagens foram obtidas usando uma técnica desenvolvida pela equipe que permite que uma nuvem de átomos se mova e interaja livremente. Os pesquisadores então ativam uma grade de luz que congela brevemente os átomos em seu caminho e aplicam lasers finamente ajustados para iluminar rapidamente os átomos suspensos, criando uma imagem de suas posições antes que eles se dissipem naturalmente.
Os físicos aplicaram a técnica para obter imagens de nuvens de diferentes tipos de átomos e capturaram várias imagens sem precedentes. Os pesquisadores observaram diretamente os átomos conhecidos como "bósons", que se aglomeraram em um fenômeno quântico para formar uma onda. Eles também capturaram átomos conhecidos como "férmions" no processo de emparelhamento no espaço livre, um mecanismo fundamental que possibilita a supercondutividade.
"Podemos ver átomos individuais nessas interessantes nuvens de átomos e o que eles fazem em relação uns aos outros, o que é fascinante", disse Martin Zwierlein, professor de física do MIT e autor do estudo, em um comunicado.
Na mesma edição da revista, dois outros grupos relatam o uso de técnicas de imagem semelhantes, incluindo uma equipe liderada pelo ganhador do Prêmio Nobel Wolfgang Ketterle, professor de física do MIT. O grupo de Ketterle obteve imagens de correlações de pares aprimoradas entre bósons, enquanto o outro grupo, da École Normale Supérieure em Paris, liderado por Tarik Yefsah, ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Zwierlein, obteve imagens de uma nuvem de férmions sem interação.
O estudo de Zwierlein e seus colegas tem como coautores os estudantes de pós-graduação do MIT Ruixiao Yao, Sungjae Chi e Mingxuan Wang, e o professor associado de física do MIT Richard Fletcher.
DENTRO DA NUVEM
Um único átomo tem cerca de um décimo de nanômetro de diâmetro, o que equivale a cerca de um milionésimo da espessura de um fio de cabelo humano. Ao contrário do cabelo, os átomos se comportam e interagem de acordo com as regras da mecânica quântica; é sua natureza quântica que os torna difíceis de entender. Por exemplo, não podemos saber com precisão onde um átomo está localizado ou a que velocidade ele está se movendo simultaneamente.
Os cientistas podem aplicar vários métodos para obter imagens de átomos individuais, inclusive imagens por absorção, em que a luz do laser atinge a nuvem de átomos e projeta sua sombra na tela de uma câmera.
"Essas técnicas permitem ver a forma e a estrutura gerais de uma nuvem de átomos, mas não os átomos individuais em si", diz Zwierlein. "É como ver uma nuvem no céu, mas não as moléculas de água que a compõem.
Ele e seus colegas adotaram uma abordagem muito diferente para visualizar diretamente a interação dos átomos no espaço livre. Sua técnica, chamada de "microscopia de resolução atômica", envolve primeiro encurralar uma nuvem de átomos em uma armadilha flexível formada por um feixe de laser. Essa armadilha contém os átomos em um ponto em que eles podem interagir livremente. Em seguida, os pesquisadores projetam uma grade de luz que congela os átomos em suas posições. Em seguida, um segundo laser ilumina os átomos suspensos, cuja fluorescência revela suas posições individuais.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático