Ciência alucinante
O mundo pequeno conseguiu algumas coisas bem grandes este ano. De situações estranhas ao gato de Schrödinger, mistérios da água a partículas impossíveis que voam do gelo antártico, a física das partículas provou que existem muitas incógnitas no universo para explorarmos. Aqui estão as 18 mais impressionantes histórias de mecânica quântica e física de partículas de alta energia de 2018.
Os dados quânticos ficaram mais densos do que nunca
Para construir computadores quânticos, os cientistas deverão primeiro descobrir como manipular e armazenar efetivamente informações com objetos quânticos. Em 2018, os pesquisadores atingiram um marco nesse esforço, reunindo 18 qubits de informação quântica em apenas seis fótons, um novo recorde.
O termômetro foi Schrödinger
Em nosso mundo, a temperatura é apenas uma coisa. Se um freezer estiver frio o suficiente para fazer gelo, a água que você colocar dentro deve congelar. Mas a mecânica quântica permite que objetos existam na incerteza entre múltiplos estados, em certo sentido, mais de uma coisa ao mesmo tempo - assim como o gato de Schrödinger está vivo e morto em seu experimento mental. E em 2018, aprendemos que isso também se aplica à temperatura. Objetos quânticos podem, de um certo ponto de vista, ser quentes e frios ao mesmo tempo.
Luz perdida noção do tempo
O tempo deve fluir em uma direção, seguindo o caminho estabelecido por causalidade. Uma bola de boliche rola por uma pista e bate em um pino, de modo que o pino cai. O pino caindo não faz com que a bola de boliche role pela pista e bata nela. Mas no reino quântico, as coisas são mais confusas. Uma equipe de cientistas em 2018 enviou um fóton em uma jornada, que deveria tê-lo percorrido o caminho A e depois o caminho B, ou o caminho B e o caminho A. Mas, graças à maneira como os objetos quânticos funcionam, esse fóton não siga um caminho antes do outro. Seguiu os dois, sem se preocupar em escolher um pedido.
A física quântica nos forçou a reavaliar a vida
Em teoria, a física quântica deve funcionar para objetos de qualquer tamanho. Mas muitos pesquisadores acreditam que a vida pode ser muito complicada para que surja qualquer tipo de efeito quântico significativo. Mas um experimento realizado em 2016 pareceu mostrar bactérias interagindo mecanicamente com a luz de uma maneira sutil e muito limitada. Em 2018, outro grupo de pesquisadores voltou e analisou esse experimento e descobriu que algo muito mais profundo e estranho poderia estar acontecendo, nos forçando a reavaliar a vida e o mundo quântico.
Um pequeno haltere girou muito, muito rápido
Às vezes, quando você tem um brinquedo novo, precisa retirá-lo para dar uma volta. Foi o que os cientistas fizeram com as esferas comuns de sílica este ano, "nanodumbbells", com apenas 32000 nanômetros de comprimento e aproximadamente 170 mil polegadas de largura. Usando lasers, eles disparavam esses halteres até velocidades rotacionais de 60 bilhões de giros por minuto.
A água revelou sua Jekyll e Hyde
Não há realmente apenas um tipo de molécula de água, um experimento de física quântica revelado este ano. Em vez disso, existem dois. Ambos são constituídos por dois átomos de hidrogênio provenientes de um grande átomo de oxigênio, o H2O. Mas em um tipo de água, chamada "orto-água", esses átomos de hidrogênio têm "rotações" quânticas apontando na mesma direção. Em outro tipo de água, chamado "para-water", essas rotações apontam em direções opostas.
Einstein foi provado certo mais uma vez
Uma equipe de cientistas suíços realizou um teste maciço de um dos mais estranhos paradoxos da mecânica quântica, um grande exemplo do tipo de comportamento que Albert Einstein céticos chamava de "ação assustadora à distância". Usando um grupo super-resfriado de quase 600 átomos, eles mostraram que o emaranhamento ainda funciona mesmo em escalas muito grandes (de fala quântica).
20 qubits foram presos
Os Qubits são a unidade fundamental de informação nos computadores quânticos, e fazer com que os computadores quânticos funcionem envolve envolvê-los entre si. Em 2018, um experimento conseguiu emaranhar 20 qubits juntos e fazê-los conversar entre si, e depois ler novamente as informações que eles continham. O resultado foi uma espécie de protótipo de memória de curto prazo para um sistema de computador quântico.
Radar quântico chegou mais perto de se tornar realidade
O radar militar funciona rebatendo as ondas de rádio dos objetos que voam pelo céu. Mas em regiões próximas ao pólo norte magnético da Terra, esses sinais podem ser embaralhados. E existem aviões furtivos projetados para evitar ondas de radar retornando à sua origem. Em 2018, o Canadá fez progressos em um radar quântico que rebocaria fótons de luz em aviões que chegavam, depois de enredar esses fótons com outros fótons distantes, na base do radar. O sistema de radar quântico estudaria fótons na base para ver se seus parceiros emaranhados estavam sendo adulterados por tecnologias quânticas.
A aleatoriedade quântica se tornou um pouco mais democrática
A aleatoriedade é extremamente importante para a segurança cibernética. Mas a verdadeira aleatoriedade, que é fisicamente impossível de prever, é surpreendentemente difícil de encontrar. Uma das poucas fontes de aleatoriedade no mundo é o reino quântico, inacessível para a maioria de nós. Mas isso mudou em 2018, quando os cientistas criaram um "farol" aleatório online - uma fonte pública de sequências aleatórias de números que qualquer pessoa pode acessar. Desde então, tornaram essa fonte mais complexa e útil, e há mais fontes de aleatoriedade pública em breve.
