Em laboratórios, os químicos estão acostumados a considerar as reações em superfícies de catalisadores como um processo clássico: moléculas colidem, trocam elétrons e formam novas substâncias. No entanto, um novo trabalho conjunto de cientistas da Universidade de Nottingham e de Harvard coloca em questão essa simplificação.
O professor Gerardo Adesso, da Escola de Ciências Matemáticas de Nottingham, juntamente com as colegas Melissa Mather e Anabel Lanterna, recebeu financiamento do programa conjunto UKRI e da Fundação Nacional de Ciências dos EUA. A parte americana é liderada pelos professores Junho Lee e Xuyang Xu. O orçamento total do projeto "Entanglement Witness of Heterogeneous Surface Reactions" será de cerca de 550 mil libras para Nottingham e 700 mil dólares para Harvard. A pesquisa durará três anos, começando em outubro de 2026.
Emaranhamento quântico é um estado em que as propriedades das partículas permanecem ligadas mesmo à distância. Em condições normais, o ambiente rapidamente destrói tais correlações, e os químicos descrevem as reações sem considerar efeitos quânticos. A equipe verificará se o emaranhamento é preservado em reações heterogêneas reais em superfícies e se influencia seu curso.
Para isso, os cientistas combinarão três abordagens: sondagem quântica em nanoescala usando defeitos de vacância de nitrogênio em diamante, métodos de teoria da informação quântica para confirmar o emaranhamento e cálculos de primeiros princípios de sistemas quânticos abertos. Se as correlações forem realmente quânticas, e não clássicas, isso mudará a compreensão da catálise.
Os resultados podem levar à criação de novas ferramentas para estudar materiais catalíticos e magnéticos. No futuro, isso abrirá caminhos para processos mais eficientes de fotocatálise, conversão de energia e tecnologias quânticas, que já influenciam a produção de fertilizantes, a limpeza de gases de escape e o desenvolvimento de células solares.
O projeto também fortalecerá a colaboração entre o Reino Unido e os EUA, apoiando pós-doutorandos em ciências matemáticas e químicas. Experimentos e simulações serão realizados em paralelo nos dois países, acelerando a verificação de hipóteses.
Se o emaranhamento realmente participar das transformações químicas, as descrições usuais das reações exigirão uma revisão séria.
