![](\"https:\/\/www.transcend.org\/tms\/wp-content\/uploads\/2017\/02\/010130170127-medicao-vacuo-quantico-luz-vacuo.jpg\")
<\/a>Esquema das varia\u00e7\u00f5es espa\u00e7o-temporais do n\u00edvel de flutua\u00e7\u00f5es do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico. [Imagem: University of Konstanz]<\/p><\/div>Alterar o v\u00e1cuo<\/strong><\/p>\n 27 Jan 2017 – <\/em>F\u00edsicos alem\u00e3es deram mais um passo rumo \u00e0 compreens\u00e3o e, mais importante, ao dom\u00ednio do enigm\u00e1tico v\u00e1cuo qu\u00e2ntico<\/a>, que tem-se mostrado muito diferente da no\u00e7\u00e3o de v\u00e1cuo tradicional.<\/p>\n No v\u00e1cuo qu\u00e2ntico, em vez de um “nada”, h\u00e1 part\u00edculas emergindo para a exist\u00eancia e rapidamente desaparecendo o tempo todo – essas part\u00edculas fugazes podem ser usadas para criar qubits para computadores qu\u00e2nticos<\/a>.<\/p>\n A equipe do professor Alfred Leitenstorfer, um especialista em fen\u00f4menos ultrarr\u00e1pidos<\/a>, j\u00e1 havia descoberto como detectar sinais desse “nada qu\u00e2ntico”.<\/p>\n Agora, eles descobriram como manipular o estado el\u00e9trico do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico, de forma a alterar o estado fundamental do espa\u00e7o vazio – algo que s\u00f3 pode ser entendido com um bocado de teoria qu\u00e2ntica da luz, j\u00e1 que a coisa \u00e9 algo como “esvaziar o vazio”.<\/p>\n Parando o tempo<\/strong><\/p>\n O experimento come\u00e7a com um laser especial, que gera pulsos ultracurtos de luz, que duram apenas alguns femtossegundos, o que significa que seu comprimento de onda \u00e9 mais curto do que a metade do ciclo de luz que a equipe est\u00e1 estudando – a frequ\u00eancia utilizada fica na faixa do infravermelho m\u00e9dio.<\/p>\n Isso gera uma sensitividade extrema, permitindo a detec\u00e7\u00e3o de flutua\u00e7\u00f5es eletromagn\u00e9ticas mesmo na aus\u00eancia de intensidade da luz, ou seja, na completa escurid\u00e3o.<\/p>\n Se tudo parece muito distante, \u00e9 bom saber que j\u00e1 existe um simulador qu\u00e2ntico que detecta a mat\u00e9ria surgindo do v\u00e1cuo. Isto significa que, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo qu\u00e2ntico que est\u00e1 sendo estudado, o experimento de certa forma p\u00e1ra o tempo. Em \u00faltima inst\u00e2ncia, tempo e espa\u00e7o – ou espa\u00e7o-tempo, se voc\u00ea preferir – se comportam de forma absolutamente equivalente durante um experimento, o que \u00e9 uma indica\u00e7\u00e3o da natureza inerentemente relativ\u00edstica da luz.<\/p>\n Comprimindo o v\u00e1cuo e a luz<\/strong><\/p>\n O que tudo isto representa?<\/p>\n Como esta nova t\u00e9cnica de medi\u00e7\u00e3o n\u00e3o precisa absorver os f\u00f3tons a serem medidos e nem amplific\u00e1-los, \u00e9 poss\u00edvel detectar diretamente o ru\u00eddo de fundo eletromagn\u00e9tico do v\u00e1cuo e, portanto, os desvios controlados desse estado fundamental, desvios estes criados pelos pr\u00f3prios par\u00e2metros do experimento.<\/p>\n “Podemos analisar estados qu\u00e2nticos sem alter\u00e1-los em uma primeira aproxima\u00e7\u00e3o,” explica o professor Leitenstorfer, detalhando que isto cria uma t\u00e9cnica radicalmente nova e mais precisa de realizar medi\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas.<\/p>\n Para demonstrar que eles est\u00e3o realmente manipulando o estado fundamental do v\u00e1cuo qu\u00e2ntico, a equipe usou sua t\u00e9cnica para gerar “luz comprimida<\/a>“, um estado do campo de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica que n\u00e3o pode ser explicado pela f\u00edsica cl\u00e1ssica.<\/p>\n Outro fen\u00f4meno intimamente ligado \u00e9 a chamada seta do tempo, que explica porque as coisas n\u00e3o d\u00e3o marcha-a-r\u00e9 no Universo. Defini\u00e7\u00e3o de f\u00f3ton<\/strong><\/p>\n Enquanto as amplitudes de flutua\u00e7\u00e3o se desviam positivamente do ru\u00eddo de v\u00e1cuo em uma velocidade temporariamente crescente da luz, quando ocorre uma desacelera\u00e7\u00e3o, como neste experimento, gera-se um fen\u00f4meno surpreendente: o n\u00edvel de ru\u00eddo medido \u00e9 menor do que no estado de v\u00e1cuo.<\/p>\n Ou seja, gera-se uma redu\u00e7\u00e3o do estado fundamental do espa\u00e7o vazio, algo como um v\u00e1cuo “mais vazio” – ou menos energizado – do que o v\u00e1cuo. Tudo qu\u00e2ntico, bem entendido.<\/p>\n E, tudo isto junto, coloca em quest\u00e3o a pr\u00f3pria defini\u00e7\u00e3o do que \u00e9 a luz, ou o f\u00f3ton, a menor “part\u00edcula” de luz. Com base nestes resultados, em lugar de ser um pacote quantizado de energia, um f\u00f3ton nada mais \u00e9 do que uma medida das flutua\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas locais do campo eletromagn\u00e9tico no espa\u00e7o-tempo.<\/p>\n Bibliografia:<\/strong><\/p>\n Subcycle Quantum Electrodynamics<\/em><\/a>
[Imagem: IQOQI\/Harald Ritsch]<\/p><\/div>Para isso, em vez de operarem no dom\u00ednio das frequ\u00eancias das ondas de luz, a equipe trabalha no dom\u00ednio do tempo. Em um determinado ponto no tempo, as amplitudes do campo el\u00e9trico s\u00e3o medidas diretamente, em vez de analisar a luz em uma faixa de frequ\u00eancia, como normalmente se faz. Estudando diferentes pontos no tempo produz-se um mapa caracter\u00edstico dos padr\u00f5es do “ru\u00eddo de fundo” mais fundamental, permitindo tirar conclus\u00f5es detalhadas sobre o estado qu\u00e2ntico temporal dos f\u00f3tons.<\/p>\n<\/a>
[Imagem: APS\/Alan Stonebraker]<\/p><\/div>Um pulso intenso do laser de femtossegundos altera a velocidade da luz em um determinado segmento do espa\u00e7o-tempo. Esta modula\u00e7\u00e3o local da velocidade de propaga\u00e7\u00e3o “espreme” o campo do v\u00e1cuo – sim, \u00e9 poss\u00edvel comprimir o v\u00e1cuo qu\u00e2ntico<\/a> -, o que equivale a uma redistribui\u00e7\u00e3o das flutua\u00e7\u00f5es do v\u00e1cuo. Como a frente de onda da luz em alguns pontos fica mais lenta para acompanhar o v\u00e1cuo, tudo o que vem atr\u00e1s precisa tamb\u00e9m andar mais devagar, como em um congestionamento na estrada, criando pulsos de luz mais curtos – a chamada luz comprimida.<\/p>\n
\nC. Riek, P. Sulzer, M. Seeger, A. S. Moskalenko, G. Burkard, D. V. Seletskiy, A. Leitenstorfer
\nNature
\nVol.: 541, 376-379
\nDOI: 10.1038\/nature21024<\/p>\n