Um grão de metal com 10 mil átomos foi mantido em dois lugares ao mesmo tempo

Físicos colocaram uma partícula de metal feita de até 10 mil átomos em um estado em que ocupava simultaneamente duas posições ligeiramente separadas. O aglomerado mal é visível — tem cerca de oito nanômetros — mas é muito maior e muito mais pesado do que qualquer objeto antes mantido em uma superposição quântica verificada. Pela primeira vez, a estranheza de manual em geral reservada a átomos isolados e pequenas moléculas é demonstrada em um pedaço real de metal sólido.

Uma superposição quântica é a situação em que uma partícula se comporta, enquanto fica isolada do ambiente, como se estivesse em mais de um lugar ao mesmo tempo. A imagem popular é o gato de Schrödinger, mas a versão de laboratório é mais sóbria e mais reveladora: faz-se a partícula passar por uma disposição precisa de obstáculos e observa-se o padrão de onde ela aterrissa. Se interfere consigo mesma, passou por dois lugares pelo caminho. Se não, se comportou como um objeto clássico.

Os aglomerados de sódio usados pesam mais de 170 mil unidades de massa atômica, o que coloca a partícula cerca de uma ordem de grandeza acima do objeto mais pesado antes posto nesse estado. A extensão da superposição foi dezenas de vezes mais larga do que as próprias partículas, um regime que os físicos descrevem com um índice chamado macroscopicidade, no qual o novo resultado atinge μ = 15,5.

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O experimento foi conduzido por grupos da Universidade de Viena e da Universidade de Duisburg-Essen, com o doutorando Sebastian Pedalino como primeiro autor e Markus Arndt, Stefan Gerlich e Klaus Hornberger como responsáveis. A técnica se chama interferometria de ondas de matéria em campo próximo. Três redes de difração formadas por feixes laser ultravioleta funcionam como obstáculos. Os aglomerados as atravessam em sequência e a forma como se acumulam no detector diz à equipe se cada um viajou como onda — em dois lugares ao mesmo tempo — ou como uma partícula ordinária.

O propósito do experimento não é habilitar uma nova tecnologia. O propósito é continuar empurrando a fronteira onde a mecânica quântica foi verificada e onde ela poderia ceder. Todas as previsões da teoria têm se sustentado, mas a teoria não diz nada sobre por que os objetos clássicos do cotidiano nunca parecem estar em dois lugares ao mesmo tempo. Esticar o regime para objetos mais pesados e complexos afia essa pergunta, e uma eventual falha da interferência em determinada escala de massa seria evidência direta de física nova.

O resultado tem limites. O sinal de interferência só aparece em temperaturas ultrafrias e apenas durante cerca de um centésimo de segundo de voo livre pelo aparelho, antes de o gás residual, a radiação e o movimento térmico destruírem a coerência. Os aglomerados continuam microscópicos pelos padrões correntes. E o experimento se apoia em suposições sobre as redes ópticas e sobre a fonte de aglomerados que a equipe precisa defender frente a explicações alternativas, parte do que a revisão por pares testou.

Em comparação com o ponto em que o campo estava cerca de duas décadas atrás, quando a interferência foi mostrada pela primeira vez na molécula de carbono de 60 átomos chamada buckyball, o resultado atual é nítido. O salto de massa é de cerca de duas ordens de grandeza acima daquelas primeiras demonstrações e a macroscopicidade está em uma faixa proporcionalmente maior. Cada passo em direção a objetos do tamanho e da complexidade de um vírus ou de uma célula viva é também um passo em direção ao ponto em que a intuição deixa de ser um guia útil.

O trabalho saiu em maio de 2026 na Nature. As equipes de Viena e de Duisburg-Essen indicaram que a próxima fase apontará para partículas ainda maiores e para composições de material diferentes — o degrau natural nesta linha de experimentos — e vão explorar se a técnica de ondas de matéria pode servir como sensor de precisão para forças e propriedades em escala nanométrica.

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