Redação do Site Inovação
Tecnológica - 19/08/2015
Flutuações do ponto
zero
A mecânica quântica prevê que um
objeto, mesmo quando resfriado até o zero absoluto, produz pequenas vibrações,
chamadas de "flutuações do ponto zero".
A razão pela qual nós não
observamos essas vibrações na vida cotidiana é que, para um objeto grande e
tangível a temperatura ambiente, elas são muito menores do que as vibrações
causadas pelo movimento térmico dos átomos - que nos chegam em macroescala na
forma de calor.
Pesquisadores da Escola
Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, agora superaram o desafio de medir
as vibrações quânticas, separando-as dos efeitos térmicos.
Esse sensor capaz de medir as
menores vibrações da matéria consiste de uma espécie de corda de violão feita
de vidro, colocada ao lado de um sensor óptico de deslocamento, similar ao
utilizado para construir um transístor totalmente óptico.
O sistema é tão preciso que pode
medir as flutuações de ponto zero da corda de vidro antes que elas sejam
obscurecidas pelas vibrações termais. Os experimentos mostraram a redução das
vibrações termais a um nível apenas 10 vezes maior do que o virtualmente
inalcançável valor de ponto zero.
Pressão de radiação
Este sensor de altíssima
velocidade consegue capturar uma "imagem" na qual o efeito de
deslocamento do objeto ‒ em outros termos, a incerteza de sua posição ‒ é menor
do que a incerteza causada pelo movimento térmico dos seus átomos
constituintes.
Capturando um fluxo contínuo
dessas "imagens congeladas", torna-se possível reduzir o movimento de
um objeto mecânico ‒ neste caso, a vibração da corda de vidro ‒ para o valor
que ela teria se fosse resfriada a apenas 0,001 grau acima do zero absoluto.
Esse efeito de resfriamento da
corda é obtido por um efeito colateral bem conhecido das medições ópticas: a
chamada "pressão de radiação", uma pequena força gerada conforme a
luz dá cada volta em torno do disco. Um segundo laser equilibra essa pressão,
permitindo as leituras inéditas das vibrações.
"A pressão de radiação
aplicada pelo segundo campo [de luz], quando adequadamente retardado, opõe-se
exatamente ao movimento térmico da corda, de forma parecida com o cancelamento
de ruído de um fone de ouvido," explicou Dal Wilson, construtor do
aparato.
Bibliografia:
Measurement-based control of a mechanical oscillator
at its thermal decoherence rate
Dal J. Wilson, V.
Sudhir, N. Piro, R. Schilling, A. Ghadimi, T. J. Kippenberg
Nature
Vol.: Published
online
DOI: 10.1038/nature14672
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