1319: “Bactéria de Schrödinger” pode ser um marco na biologia quântica

CIÊNCIA

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Conceito artístico do entrelaçamento quântico de dois átomos

Uma análise de um grupo de investigação da Universidade de Oxford, no Reino Unido, alegou sucesso no entrelaçamento de bactérias com fotões, as partículas de luz.

A equipa estudou uma experiência realizada em 2016 por David Coles, da Universidade de Sheffield. De acordo com o artigo, publicado a 10 de Outubro no Journal of Physics Communications, a assinatura de energia produzida na experiência pode ser consistente com os sistemas fotos-sintéticos da bactéria, tornando-se emaranhados com a luz.

Em suma, parece que certos fotões estavam simultaneamente a atingir e perder moléculas fotos-sintéticas dentro da bactéria – uma característica distintiva do entrelaçamento.

“Os nossos modelos mostram que o fenómeno é um traço do entrelaçamento entre a luz e certos graus de liberdade dentro das bactérias”, disse a física quântica Chiara Marletto.

O fenómeno paradoxal conhecido como sobreposição quântica postula que uma partícula possa parecer estar em dois lugares ao mesmo tempo e que duas partículas podem tornar-se “entrelaçadas”, partilhando informações através de distâncias arbitrariamente grandes através de um mecanismo desconhecido.

Por mais estranho que pareça, o conceito foi experimentalmente validado inúmeras vezes em escalas quânticas. Já no mundo macroscópico, as coisas são bem diferentes.

Ninguém jamais testemunhou uma estrela, um planeta ou um gato em sobreposição quântica, ou em estado de entrelaçamento quântico – o gato de Schrödinger, por exemplo, é um experiência do pensamento, ou seja, teórica.

Desde a formulação inicial da teoria quântica no início do século X que os investigadores se perguntam onde é que os mundos microscópico e macroscópico se podem cruzam.

Nas últimas duas décadas, o campo emergente da biologia quântica procurou respostas para estas questões, realizando experiências com organismos vivos que pudessem sondar os limites da teoria quântica.

Estas experiências já renderam resultados promissores, mas inconclusivos. No início deste ano, por exemplo, cientistas mostraram que o processo de fotossíntese pode envolver alguns efeitos quânticos. A forma como cheiramos também sugerem efeitos quânticos que podem ocorrer de maneiras incomuns nos seres vivos.

Até agora ninguém conseguiu levar todo um organismo vivo a mostrar efeitos quânticos como emaranhamento ou sobreposição quântica.

No trabalho de Coles, a equipa prendeu centenas de bactérias fotos-sintéticas entre dois espelhos, encolhendo progressivamente a distância entre os espelhos até chegar a apenas algumas centenas de nanómetros – menos do que a largura de um cabelo humano.

Fazendo incidir a luz branca entre os espelhos, os investigadores esperavam fazer com que as moléculas fotos-sintéticas dentro das bactérias se unissem ou interagissem com a cavidade, significando que absorveriam, emitiriam e reabsorveriam continuamente os fotões saltitantes. Sucesso: pelo menos seis bactérias fizeram o que se esperava.

apionid / FlickrO Gato de Schrödinger, que está vivo e morto enquanto está dentro da caixa, é um dos paradigmas da Mecânica Quântica

Depois do gato, o termómetro de Schrodinger

À semelhança da teoria do gato de Schrodinger, em que o gato dentro da caixa pode estar ao mesmo tempo…