Salto quântico no som é observado pela primeira vez

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/09/2026 Saltos quânticos Físicos conseguiram fazer a primeira observação direta de saltos quânticos ocorrendo no som, completando um ciclo de exploração científica que começou há mais de cem anos. Os saltos quânticos, transições repentinas de um estado de energia para outro, entraram nas teorias no início do século XX. Mas eles foram comprovados experimentalmente pela primeira vez em íons aprisionados só em 1986. Posteriormente, em 2007, os saltos quânticos foram observados em fótons, as partículas fundamentais da luz. Agora, pela primeira vez, saltos quânticos foram observados nos fônons, as quasipartículas que representam o pacote fundamental - um quantum - de energia vibracional ou acústica. "O que este estudo demonstra nos permitirá avançar no desenvolvimento de novas tecnologias quânticas com som," disse o professor Amir Naeini, da Universidade de Stanford, nos EUA. "Observamos que objetos vibrantes podem apresentar comportamento quântico, o que é um pré-requisito para muitas das operações necessárias para a computação e a detecção quânticas." Salto quântico acústico Enquanto uma unidade quântica de luz - a menor partícula discreta possível - consiste em um único fóton, uma unidade quântica de som, ou fônon, representa o movimento coordenado de um grande grupo de átomos. Para os sentidos humanos, a vibração sonora, como a observada quando se toca um sino, parece diminuir gradualmente, em vez de cessar abruptamente, como uma luz que se apaga. O que se comprovou agora é que, no nível quântico a energia vibracional de um ressonador também muda em etapas discretas, ou saltos, de modo semelhante ao comportamento quântico dos fótons e dos íons. Experimentos anteriores já haviam encontrado evidências desses saltos, mas este estudo é o primeiro a demonstrar fônons individuais realizando saltos quânticos em tempo real. A equipe usou técnicas de fabricação de chips para construir um ressonador mecânico tão pequeno que muitos ressonadores podem ser integrados em um único chip para executar funções complexas. Mas sua principal característica é um tempo de ressonância inédito: Funcionando como um diapasão microscópico, o ressonador pode vibrar por dois milissegundos, algo como um diapasão de tamanho normal que pudesse vibrar por várias horas. Esse longo tempo de ressonância, ou tempo de oscilação, permitiu que centenas de leituras fossem feitas para determinar o momento em que a vibração cessava e o som mudava abruptamente, ou seja, quando ele passava de um estado de energia 1 para 0, dando o tão procurado salto quântico. Tecnologias acústicas futurísticas Este experimento diz respeito à física fundamental, mas a capacidade de detectar saltos quânticos de som poderá levar a uma série de avanços. Uma das possibilidades é resolver o problema da correção de erros na computação quântica, uma vez que os frágeis estados quânticos podem gerar erros antes que um cálculo seja concluído. Em muitas arquiteturas de computação quântica, um salto quântico representa um erro, mas identificar quando esses saltos ocorrem tem sido difícil. Portanto, a capacidade de detectar saltos quânticos no som representa um passo importante em direção à correção de erros. A propósito, o experimento só foi possível usando um qubit supercondutor para fazer as medições dos fônons durante os dois milissegundos que o ressonador continuava vibrando - foi o qubit que permitiu eliminar o velho problema da medição quântica, que sempre afeta o que está sendo medido. E isto tem outros usos: Devido ao seu tamanho reduzido e alta sensibilidade, a combinação de ressonador mecânico e qubit poderá ser usada para sensoriamento extremamente preciso. A equipe já está explorando essa possibilidade, ajustando sua plataforma para detectar e identificar proteínas dentro das células. Tecnologias do dia a dia também poderão se beneficiar. "[Este experimento] demonstra que podemos ter um controle incrivelmente preciso do som, o que pode significar que os dispositivos que usam o som como tecnologia fundamental podem ficar muito melhores," disse o pesquisador Erik Szakiel.