Tal como descreveram num estudo publicado na revista Physical Review Research, uma equipe de físicos de partículas da Universidade de Uppsala, na Suécia, inventou o que chamou de “relógio quântico”.
Este relógio, argumentaram os pesquisadores, é intrinsecamente preciso. Na verdade, eles afirmam no estudo que seu relógio quântico pode medir o tempo com muito mais precisão do que o tempo que já foi medido antes.
Hora em que você fica minúsculo
Partículas quânticas são as menores partes possíveis de uma matéria. Os átomos são compostos de partículas quânticas. O problema de medir o tempo na escala mais fina é que você precisa observar essas partículas quânticas, e os eventos ficam confusos nessa escala.
Assim, em vez de tentarem determinar, os físicos suecos usaram lasers para aumentar a energia dos átomos. Isso fez com que os átomos se expandissem. Então os físicos observaram como os campos em torno dos átomos próximos se sobrepunham.
Caso você não se lembre, um átomo é composto por um núcleo e um ou mais elétrons. O núcleo está carregado positivamente. Os elétrons são carregados negativamente. O núcleo no centro do átomo é composto de prótons eletricamente positivos e nêutrons eletricamente neutros, que por sua vez são compostos de quarks. Os elétrons orbitam o núcleo. Elétrons, prótons e nêutrons são todas partículas quânticas.
Quando uma quantidade de energia é colocada em um átomo, o halo de elétrons que orbitam o núcleo do átomo se expande, formando o que é chamado de átomo de Rydberg.
Um átomo de Rydberg é um átomo que recebe energia bombeada, o que faz com que a nuvem de elétrons ao seu redor se expanda.
Você não pode observar os elétrons girando em torno de um núcleo porque eles são partículas quânticas que existem em uma vaga “onda” quântica. Mas o estado de Rydberg faz com que essa onda assuma uma forma distinta que você pode observar.
Padrões de picos e depressões
Como as ondas na água, quando as partículas quânticas se cruzam, elas formam padrões de picos e depressões.
Os cientistas suecos tiveram a ideia de que, a forma das ondas que interferem umas nas outras, poderia ser analisada para revelar quando cada onda evoluiu em relação às outras ondas.
Dois sapos fazem ondas em um lago
Pense em um lago parado. Um sapo salta. Os círculos concêntricos de ondulações se espalham lentamente pela superfície lisa. Depois que esses círculos se espalham pela maior parte do lago, outro sapo salta do outro lado. As ondulações do segundo sapo serão círculos menores, a princípio movendo-se contra os círculos grandes do primeiro sapo.
Alguém que estivesse na margem poderia observar o padrão e saber, só de olhar, que os pequenos círculos aconteciam depois dos grandes círculos.
Um físico que os observasse poderia medir o padrão sobreposto de ondulações e calcular exatamente quanto tempo passou entre o momento em que o primeiro sapo saltou na água parada e o segundo sapo saltou na água parada.
Esta é uma boa analogia com o que estes investigadores fizeram, só que em vez de observarem rãs, observaram ondas de elétrons sobrepostas.
Átomos de hélio: simples e estáveis
A equipe sueca utilizou átomos de hélio, que são simples e estáveis. O hélio é composto de apenas dois prótons, dois nêutrons e dois elétrons.
Eles excitaram esses átomos com um laser para iniciar as ondas interferindo umas com as outras, e então observaram o padrão que as ondas formavam para saber quão “velha” cada onda era – assim como você poderia teoricamente medir as ondulações em uma lagoa para analisar quando eles foram feitos.
Preciso em 8 quatrilionésimos de segundo
De acordo com os cientistas, seu experimento forneceu um carimbo de data/hora com precisão de 8 quatrilionésimos de segundo. Um quatrilionésimo é mil milhões de milionésimos.
Um relógio atômico é uma forma padrão de medir o tempo. Ele tem sido usado por físicos nas últimas décadas. Um relógio atômico funciona de uma maneira completamente diferente. Assim, os pesquisadores queriam distinguir sua forma de medir o tempo dos relógios atômicos, por isso chamaram seu método de “relógio”.
Tal como os relógios mecânicos, que possuem um mecanismo de mola que bate um certo número de vezes por segundo, a interferência das ondas criou “batidas quânticas” regulares que puderam ser medidas nesta experiência.
Mas não se confunda com suas escolhas linguísticas. Esta experiência não envolveu um relógio de pulso real, e os físicos suecos não forneceram um calendário para quando algum de nós poderia usar um relógio quântico nos pulsos.
Do material ao metafísico
Outros físicos poderão encontrar aplicações práticas para este relógio quântico. O resto de nós, entretanto, não precisa realmente medir o tempo com tanta precisão.
Mas para o leigo este estudo é interessante porque nos pede para pensar no tempo. A maioria de nós pensa no tempo como uma progressão de eventos – algo que avança. Mas Albert Einstein argumentou que o tempo era relativo – que a velocidade com que o tempo passou ou passará depende do quadro de referência de cada um.
Há também um componente cultural na forma como entendemos o tempo. No Budismo, por exemplo, a vida é impermanente e a nossa experiência humana do tempo é considerada uma ilusão.
O tempo, em vez de ser algo a ser medido, é uma forma pela qual o ser humano se limita desnecessariamente.
Alguns pensadores espirituais na América argumentam que podemos voltar no tempo e mudar acontecimentos que aconteceram no passado, repensando-os ou reimaginando-os de uma forma diferente.
A falecida Louise Hay, uma pensadora metafísica e autora do livro de 1984, “You Can Heal Your Life”, acreditava que embora não possamos mudar o passado, podemos abandonar qualquer evento que aconteceu no passado, mudando a maneira como pensamos sobre isso no presente.
Outros acreditam que você pode realmente se curar materialmente e talvez até mesmo mudar eventos passados, penetrando profundamente em sua psique e imaginando-se como era naquela época e imaginando que o que aconteceu com você aconteceu de forma diferente.
Podemos mudar o passado, o presente ou o futuro? Talvez já possamos. Ou talvez possamos um dia. Mas entretanto, podemos ponderar e celebrar a atual conquista de uma equipe de físicos suecos esforçados que procuram medir o tempo ao nível quântico.
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