Físicos brasileiros comentam o que significa o ‘efeito túnel quântico macroscópico’ e como isso pode interferir no nosso dia a dia
A física quântica é um campo fascinante e complexo que estuda o comportamento da matéria e da energia em escalas muito pequenas, como átomos e partículas subatômicas. Nos últimos anos, um fenômeno quântico tem chamado a atenção dos cientistas e do público em geral: o efeito túnel quântico macroscópico.
Mas afinal, o que é esse efeito e como ele pode interferir em nosso dia a dia? Para responder a essas perguntas, conversamos com alguns físicos brasileiros que são especialistas no assunto.
O efeito túnel quântico macroscópico é um fenômeno quântico que ocorre quando uma partícula consegue atravessar uma barreira de potencial, mesmo sem ter energia suficiente para isso. De acordo com a física clássica, uma partícula precisa ter energia maior que a barreira para conseguir atravessá-la. No entanto, na escala quântica, as partículas podem se comportar de maneira diferente e, em alguns casos, podem “tunelar” através da barreira.
Para entender melhor, imagine uma bola rolando em direção a uma colina. Na física clássica, a bola precisaria ter energia suficiente para ultrapassar a colina e continuar rolando do outro lado. Mas na física quântica, a bola pode “tunelar” através da colina e aparecer do outro lado, mesmo sem ter energia suficiente para ultrapassá-la.
Esse fenômeno pode parecer estranho e até mesmo impossível, mas ele é comprovado experimentalmente. Em 1997, os físicos John C. Martinis e Michel Devoret conseguiram observar o efeito túnel quântico macroscópico em um circuito supercondutor. Eles criaram um sistema em que uma pequena corrente elétrica poderia “tunelar” através de uma barreira de potencial e ser detectada do outro lado.
Mas por que esse fenômeno é tão importante? De acordo com o professor Marcelo França Santos, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), o efeito túnel quântico macroscópico é uma das principais evidências da natureza quântica da matéria. “Ele nos mostra que as partículas podem se comportar de maneira não intuitiva e que a física clássica não é suficiente para descrever certos fenômenos”, explica o professor.
Além disso, o efeito túnel quântico macroscópico também tem aplicações práticas. Ele é utilizado em tecnologias como o microscópio de tunelamento, que permite a visualização de objetos em escalas muito pequenas, e em dispositivos eletrônicos, como o transistor de efeito túnel, que é utilizado em computadores e celulares.
Mas como esse fenômeno pode interferir em nosso dia a dia? Segundo o professor Marcelo, o efeito túnel quântico macroscópico pode ser utilizado para melhorar a eficiência de dispositivos eletrônicos e até mesmo para criar novas tecnologias. “Compreender melhor esse fenômeno pode nos levar a avanços significativos em áreas como a computação quântica e a criptografia”, afirma o professor.
Além disso, o efeito túnel quântico macroscópico também pode ter aplicações na medicina. O professor Luiz Davidovich, do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), explica que esse fenômeno pode ser utilizado para aprimorar técnicas de diagnóstico e tratamento de doenças. “Por exemplo, podemos usar
