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O que é Tunelamento Quântico?
O tunelamento quântico é um fenômeno que desafia a física clássica, permitindo que partículas minúsculas “atravessem” barreiras aparentemente intransponíveis. Esse comportamento é conhecido como “tunelamento quântico” e foi descrito pela primeira vez em 1928 pelo físico George Gamow. Ele é um processo probabilístico, ou seja, que não ocorre sempre, mas tem uma chance mensurável de acontecer.
Recentemente, os cientistas John Clarke, Michel Devoret e John Martinis, da Universidade da Califórnia em Berkeley, foram anunciados como vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2025 por demonstrar que os efeitos da mecânica quântica podem se manifestar em sistemas macroscópicos. Eles construíram um circuito elétrico supercondutor capaz de “atravessar” barreiras energéticas, um comportamento conhecido como “tunelamento quântico”.
Como funciona o Tunelamento Quântico?
Na física clássica, um objeto sólido jamais conseguiria atravessar uma parede sólida. No entanto, no mundo quântico, partículas minúsculas podem “atravessar” barreiras aparentemente intransponíveis, reaparecendo do outro lado. Isso é possível porque as partículas quânticas têm uma probabilidade de estar em diferentes lugares ao mesmo tempo, o que permite que elas “tunelem” através de barreiras.
O experimento realizado por Clarke, Devoret e Martinis demonstrou que o tunelamento quântico pode ocorrer em um sistema composto por bilhões de partículas agindo de forma sincronizada. Eles construíram um circuito elétrico supercondutor composto por duas camadas de material condutor separadas por uma barreira isolante ultrafina, chamada junção de Josephson. O circuito podia permanecer em um estado estável sem voltagem e, de repente, “pular” para um estado com voltagem, sem que houvesse energia suficiente para isso segundo a física clássica.
Implicações do Tunelamento Quântico
A demonstração do tunelamento quântico macroscópico reacendeu discussões sobre os limites entre o mundo clássico e o quântico. O físico Anthony Leggett já havia previsto que sistemas supercondutores poderiam apresentar comportamentos semelhantes ao famoso gato de Schrödinger. Embora o circuito do trio esteja longe da complexidade de um gato, ele comprova que um sistema coletivo pode manter propriedades quânticas coerentes, um avanço conceitual de grande importância.
Além disso, a descoberta do tunelamento quântico macroscópico tem implicações para o desenvolvimento de computadores quânticos supercondutores. O cientista John Martinis aplicou essas descobertas no desenvolvimento de computadores quânticos, o que pode levar a avanços significativos na tecnologia.
- O tunelamento quântico é um fenômeno que desafia a física clássica.
- O experimento realizado por Clarke, Devoret e Martinis demonstrou que o tunelamento quântico pode ocorrer em um sistema composto por bilhões de partículas agindo de forma sincronizada.
- A demonstração do tunelamento quântico macroscópico reacendeu discussões sobre os limites entre o mundo clássico e o quântico.
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