Próximos do Zero Absoluto, elétrons revelam sua natureza quântica

Os cientistas descobriram que os elétrons com temperaturas próximas do Zero absoluto podem ser estudados individualmente – o que nos permite ver o mundo de uma nova forma.

“Temperaturas extremamente baixas podem nos mostrar uma grande riqueza de detalhes“, disse o pesquisador Christian Ast, do Instituto Max Planck, na Alemanha.  Os elétrons são partículas subatômicas curiosas – formam os átomos que compõem o mundo que nos rodeia e também fluem como corrente elétrica. Mas, apesar de sabermos muito sobre seu funcionamento, eles são difíceis de serem estudados.

Isso porque quando a corrente elétrica está fluindo, é impossível distinguir os elétrons individualmente. É como a água: quando está fluindo de uma torneira, parece homogênea e não conseguimos distinguir suas moléculas. Da mesma forma, os cientistas não são capazes de distinguir elétrons individuais no fluxo de corrente elétrica.

Isso significa que nós também realmente não entendemos como os elétrons se comportam em nível individual, o que limita a compreensão do mundo que nos rodeia.

Mas agora os pesquisadores finalmente conseguiram retardar as coisas, de modo que é possível estudar o estado quântico dos elétrons. Para fazer isso, a equipe resfriou um microscópio de tunelamento a cerca de -273,135 graus Celsius. Deixando o microscópio a quase zero absoluto, conseguiram observar os elétrons durante a passagem de corrente elétrica. Com esta temperatura, foi possível detectar novas estruturas. “Nós poderíamos explicar estas novas estruturas apenas supondo que a corrente de tunelamento seja um meio granular e não homogêneo“, disse Ast.

A descoberta poderia finalmente confirmar uma hipótese teórica desenvolvida há mais de 20 anos, que sugeriu que este tipo de exame seria possível. “A teoria em que isto se baseia foi desenvolvida no início da década de 1990“, disse um dos pesquisadores, Joachim Ankerhold, da Universidade de Ulm.

Esta não é a primeira vez que os elétrons revelaram sua natureza quântica, mas é a primeira vez que um microscópio de tunelamento atingiu seu limite quântico. Os pesquisadores estão esperançosos de que essa capacidade possa nos levar a novas descobertas no mundo quântico, além de nos permitir compreender as interações da supercondutividade.

A pesquisa foi publicada na Nature Communications.

[ Science Alert ] [ Foto: Reprodução / Science Alert ]