Cientistas reproduzem efeito quântico que impede movimento de partícula
Pesquisadores da Universidade de Oxford conseguiram simular, em um computador quântico híbrido, um efeito quântico raro em que o movimento de uma partícula é completamente interrompido por uma influência magnética invisível. O experimento recriou o chamado efeito Aharonov-Bohm, fenômeno previsto em 1959, no qual uma partícula carregada tem seu estado alterado ao contornar uma região com fluxo magnético, mesmo sem atravessar diretamente o campo magnético.
Para alcançar esse resultado, a equipe utilizou um sistema que combina qubits — as unidades básicas de informação quântica — com osciladores quânticos que representam matéria vibrante. Os qubits foram implementados em íons presos e representaram os campos de calibre do modelo teórico, enquanto os osciladores simulavam partículas de matéria em diferentes posições. Essa arquitetura permitiu construir um circuito simples que serviu como bloco fundamental para teorias conhecidas como lattice gauge theories, essenciais para descrever interações fundamentais na física de partículas.
O diferencial técnico do experimento foi codificar o fluxo magnético diretamente nos qubits, tornando-o parte dinâmica do sistema quântico simulado. Ao colocar os qubits em um estado entrelaçado, os pesquisadores conseguiram representar o fluxo magnético no centro do circuito. Isso permitiu observar que, ao introduzir o fluxo, as possíveis trajetórias da partícula interferiam entre si de forma destrutiva, bloqueando completamente seu movimento — uma demonstração clara do efeito Aharonov-Bohm em um contexto mais complexo do que experimentos anteriores.
A pesquisa destaca o potencial dos computadores quânticos híbridos como ferramentas inovadoras para investigar interações fundamentais difíceis de simular por métodos tradicionais. Ao permitir que campos e matéria evoluam juntos dentro do próprio sistema quântico, cientistas podem explorar novos regimes da física teórica e aprofundar a compreensão sobre as regras incomuns que governam o mundo quântico.
Fonte original: www.sciencedaily.com
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