Pela primeira vez, cientistas conseguiram observar diretamente o chamado movimento de ponto zero — vibrações incessantes que os átomos executam mesmo no seu estado de energia mais baixo. A descoberta foi possível graças ao European XFEL, o mais potente laser de raios X do mundo, localizado em Hamburgo, Alemanha
A investigação, liderada por uma equipa da Universidade Goethe de Frankfurt, em colaboração com o Instituto Max Planck de Física Nuclear e outras instituições parceiras, foi publicada na revista Science.
A dança invisível da matéria
Segundo o princípio da incerteza de Heisenberg, o mundo quântico é difícil de apreender: não é possível determinar, ao mesmo tempo, a posição exata e a velocidade de uma partícula. Ainda assim, os cientistas demonstraram que os átomos não se movem de forma aleatória. Pelo contrário, seguem padrões vibracionais precisos e sincronizados — uma espécie de coreografia invisível.
“Os átomos não vibram apenas individualmente, mas de forma acoplada, seguindo padrões definidos”, explica o professor Till Jahnke, da Universidade Goethe de Frankfurt e autor principal do estudo. “Este movimento de ponto zero é um fenómeno puramente quântico, impossível de explicar de forma clássica.”
O caso da iodopiridina
Para demonstrar o fenómeno, os investigadores estudaram moléculas de iodopiridina, compostas por 11 átomos. Os resultados revelaram a existência de 27 modos vibracionais diferentes, comparáveis a estilos de dança que vão do bailado ao tango.
Embora os dados tenham sido recolhidos em 2019, a equipa só em 2021 percebeu que estava perante evidências diretas do movimento de ponto zero. “Muitas peças do puzzle tiveram de se encaixar de forma perfeita”, recorda Jahnke.
Novas fronteiras da física quântica
O avanço oferece uma nova perspetiva sobre os fenómenos quânticos e abre caminho para experiências ainda mais ambiciosas. “Estamos constantemente a melhorar o nosso método e já planeamos as próximas experiências”, adianta o investigador. “O nosso objetivo é ir além da dança dos átomos e observar também a dança dos eletrões — algo que outrora parecia inimaginável.”
