Um cristal pequeno o suficiente para caber na palma da mão abriga um dos fenômenos quânticos mais extraordinários já registrados em um objeto macroscópico. Pesquisadores da Universidade Técnica de Viena confirmaram experimentalmente, pela primeira vez, a existência de um forte emaranhamento quântico de múltiplas partículas — um estado em que as partículas deixam de ser unidades independentes para atuar como um todo coordenado.
A equipe é liderada pela professora Silke Bühler-Paschen, do Instituto de Física do Estado Sólido da TU Wien. Seu grupo investigou um cristal composto por cério, paládio e silício (Ce₃Pd₂₀Si₆) — um chamado "metal estranho", material conhecido pelos físicos há tempos, mas que permanecia um mistério. Esses materiais exibem propriedades elétricas e magnéticas incomuns que a física clássica é incapaz de explicar.
O trabalho experimental foi realizado no Instituto Laue-Langevin (ILL) em Grenoble, na França — um dos maiores centros de ciência de nêutrons do mundo. O doutorando Federico Mazza bombardeou o cristal com um feixe de nêutrons e mediu sua resposta à perturbação. O espalhamento inelástico de nêutrons permitiu que os pesquisadores obtivessem uma imagem detalhada da estrutura interna do material sob temperaturas extremamente baixas e em um campo magnético cuidadosamente ajustado.
Para analisar os resultados, os cientistas utilizaram uma ferramenta da ciência da informação quântica — a Informação Quântica de Fisher (QFI), método desenvolvido pelo teórico Peter Zoller, de Innsbruck, e seu grupo. A premissa é simples: se houver emaranhamento quântico em um sistema, ele reagirá a perturbações externas de forma significativamente mais forte do que a soma das reações individuais de suas partículas. Ao medir a sensibilidade do sistema, é possível determinar o grau de emaranhamento oculto no material.
Em um cristal comum, um nêutron, ao atravessá-lo, transferiria sua energia a uma única partícula individual. Aqui, ocorreu algo totalmente diferente: os dados revelaram uma resposta coletiva que não pode ser explicada pela mera soma de contribuições independentes. Os cálculos demonstraram que grupos de, no mínimo, nove partículas quânticas participam do estado emaranhado, agindo como uma unidade coesa.
Uma analogia ajuda a compreender o que está acontecendo nesse processo. Imagine um formigueiro: quando perturbado, não é cada formiga que reage correndo aleatoriamente para lados diferentes, mas sim toda a colônia como um único organismo. Da mesma forma, as partículas no cristal demonstram um comportamento coletivo — elas estão quânticamente interconectadas e organizadas em um nível profundo.
Os resultados, publicados na revista Nature Physics em junho de 2026, possuem um significado fundamental. Eles confirmam que o forte emaranhamento quântico de múltiplas partículas não é uma raridade em metais estranhos, mas sim uma de suas propriedades inerentes. Esse emaranhamento parece explicar suas características incomuns: a variação linear da resistência elétrica com a temperatura em níveis baixos, um comportamento que não condiz com a teoria eletrônica convencional dos metais, e especialmente o nível reduzido de ruído elétrico — um fenômeno que intrigou experimentadores por muito tempo.
A descoberta estabelece uma ponte inesperada entre dois campos da física: a informática quântica e a física da matéria condensada. O estudo demonstra que métodos de metrologia quântica, desenvolvidos em laboratórios com átomos e fótons individuais, podem ser aplicados diretamente a amostras macroscópicas de materiais reais, sem a necessidade de um isolamento perfeito do mundo exterior. Isso significa que a fronteira entre os mundos "clássico" e "quântico" não se encontra exatamente onde os livros didáticos tradicionalmente a situavam.
As perspectivas são vastas e práticas. Materiais com tamanha magnitude de emaranhamento quântico podem servir de base para a criação de sensores quânticos ultrassensíveis — dispositivos capazes de registrar sinais tão fracos que são inacessíveis aos detectores clássicos. Isso tem o potencial de revolucionar as tecnologias de medição em diagnósticos médicos, na geofísica e na física fundamental.
