No laboratório de Stanford, um minúsculo ressonador mecânico deixou subitamente de vibrar de forma suave e passou a vibrar em arrancos — exatamente como previa a mecânica quântica. Os cientistas registraram esse momento em tempo real pela primeira vez: o quantum de som, ou fônon, passou de um estado de energia para outro em frações de milissegundo.
Os fônons são porções discretas de vibração, análogas aos fótons da luz. No mundo comum, o som se atenua gradualmente, como um sino após a pancada. No nível quântico, a energia muda aos saltos, e agora os pesquisadores liderados por Amir Safavi-Naini conseguiram capturar esse salto «em pleno voo».
A chave do sucesso foi um ressonador microscópico capaz de «soar» por dois milissegundos inteiros — um prazo enorme para o seu tamanho. Nesse intervalo, o qubit supercondutor ligado ao ressonador conseguiu fazer centenas de medições e determinar com precisão o momento em que o fônon desapareceu, passando do estado «1» para «0».
O experimento abre caminho para novas tecnologias quânticas. Nos computadores quânticos, tais saltos frequentemente se tornam fonte de erros; saber rastreá-los é um passo importante para a correção de erros. Além disso, a sensibilidade do dispositivo permitirá criar sensores ultraprecisos, por exemplo para detectar proteínas individuais dentro de células.
Em perspectiva, o controle do som quântico também melhorará os aparelhos do dia a dia: smartphones, sensores acústicos e outros dispositivos em que o som desempenha um papel fundamental. O estudo foi publicado na revista Science e conclui uma busca de cem anos, iniciada ainda no começo do século XX.
Agora a acústica quântica passa da teoria à prática, e isso muda a concepção de como se pode controlar vibrações no nível mais fundamental.
