Átomos podem atravessar ‘muros’. Descoberta ajuda a “desvendar o mistério” da fronteira entre mundo clássico e quântico

À TSF, Yasser Omar, professor do Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, explica o que está em causa com a descoberta do efeito de túnel macroscópico da mecânica quântica e da quantização de energia num circuito elétrico por John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis, que lhes valeu o Prémio Nobel da Física este ano. A conquista foi revelada esta terça-feira.

O doutorado em física quântica começa por sublinhar que existem duas escalas que importa considerar: a macroscópica e a microscópica.

A escala macroscópica diz respeito àquilo que é visível a olho nu, no fundo, "a que vivemos", onde são válidas as leis de Newton — que permitem pôr satélites em órbita ou prever eclipses. Já a escala microscópica está relacionada com os átomos ou as partículas subatómicas, sendo que aqui são aplicadas as leis da física quântica.

Partindo deste princípio, ressalva que o efeito de túnel é uma "propriedade que só acontece nos sistemas quânticos" — a tal "escala muito pequenina" — e traduz o que significa, afinal, a descoberta dos laureados.

Imagine que a gente quer avançar e temos um muro à nossa frente: a única maneira de continuar em frente é saltar o muro. Mas, na física quântica, há uma probabilidade, que não é zero, dessa partícula aparecer do outro lado, o que para nós, à nossa escala macroscópica, é uma coisa completamente chocante.

Tendo então em conta que o universo é constituído por átomos e pelas respetivas partículas, "tudo deveria obedecer às leis da física quântica". No entanto, há leis que têm "propriedades misteriosas", como é o caso do efeito de túnel.

"Há um mistério: por que razão, se tudo é feito de átomos e as partículas que os constituem e se a física, a essa escala, é a física quântica, não observamos fenómenos quânticos à nossa escala? Há uma série de teorias para tentar explicar este mistério, que ainda não está completamente resolvido", elucida também o professor Yasser Omar.

O trabalho dos três investigadores vem ajudar precisamente a "desvendar essa fronteira" entre o mundo quântico (o mundo à escala dos átomos) e o mundo clássico (o mundo à escala humana e do próprio universo), uma vez que as experiências conduzidas demonstraram que as propriedades quânticas podem passar a ser concretas em escala macroscópica.

O britânico John Clarke realizou a investigação na Universidade da Califórnia, em Berkeley (EUA); o norte-americano John Martinis na Universidade da Califórnia, em Santa Barbara; e o francês Michel Devoret na Universidade de Yale (igualmente nos EUA) e também na da Califórnia.