Físico consegue teletransportar um átomo

RAFAEL GARCIA da Folha de S.Paulo

Um grupo de pesquisadores dos EUA anunciou no dia 22/01/2009 o sucesso de um experimento com teletransporte que, pela primeira vez, conseguiu transmitir matéria entre dois locais. A técnica já tinha tido sucesso com o teletransporte de luz, mas um estudo na edição de hoje da revista "Science", assinado por físicos da Universidade de Maryland, descreve o teletransporte de um átomo (na verdade um íon, átomo eletricamente carregado) do metal itérbio pelo espaço de um metro: uma distância enorme, em termos quânticos.Para decepção dos fãs de ficção científica, porém, não é ainda um dispositivo como o da espaçonave da série de TV "Jornada nas Estrelas" que fazia a tripulação se desmaterializar em um lugar e se materializar em outro, do nada.

O que os cientistas fizeram agora foi transportar características físicas de uma partícula de itérbio para outra, instantaneamente. Não é pouca coisa, se considerarmos que aquilo que define a essência dos átomos que compõem as pessoas também são essas características, que os físicos chamam de "estados quânticos".Em teoria, é possível teletransportar um grupo maior de átomos, mas as dificuldades técnicas crescem exponencialmente com o tamanho e complexidade do objeto a ser transmitido.A principal perspectiva de aplicação da técnica, porém, não é mesmo o transporte público.

O teletransporte de átomos individuais, por enquanto, acena como um modo de armazenar e transmitir informações em computadores quânticos -- máquinas com poder de cálculo imenso, que por enquanto só existem mesmo em teoria.Com o sucesso do experimento, os cientistas já falam agora na possibilidade de criar uma "internet quântica"."Os íons atômicos usados no experimento servem como uma excelente 'memória quântica', para guardar informação, algo que seria difícil fazer usando apenas fótons" disse à Folha Steven Olmschenk, físico que liderou o experimento. "O protocolo de teletransporte que demonstramos aqui pode ser um componente vital de computadores quânticos.

"Ação fantasmaO teletransporte de partículas foi concebido em teoria em 1993 e realizado pela primeira vez em 1997. Outro grupo dos EUA teletransportou fótons --partículas de luz-- entre dois pontos. Só depois de uma década, porém, é que se conseguiria o teletransporte de uma partícula de matéria, anunciado agora por Olmschenk.O truque por trás dos experimentos é um fenômeno que os físicos chamam de emaranhamento --uma espécie de ligação instantânea entre duas partículas que podem estar distantes. Quando uma é manipulada em um ponto, a outra imediatamente se altera também.Por ser altamente contraintuitiva, a ideia que fundamentou o emaranhamento era altamente criticada algumas décadas atrás.

O próprio Albert Einstein, um dos padrinhos da física quântica, rejeitava esse tipo de "telepatia" entre partículas, que chamava de "ação fantasma à distância".Mas os fatos --uma série de experimentos, na verdade-- calaram o grande gênio. Hoje é consenso entre cientistas que o emaranhamento existe, apesar de físicos e filósofos ainda estarem debatendo como interpretar a realidade por trás dele.Segundo o físico brasileiro Amir Caldeira, da Unicamp, o anúncio de um experimento como o de Olmschenk era uma questão de tempo. "Ele não teve uma originalidade de ideia física, mas foi original na maneira com que aplicou as coisas", disse. Caldeira lidera uma rede brasileira para pesquisa de informação quântica, campo que está fervilhando agora.

Olmschenk diz que a grande dificuldade do experimento foi manipular partícula por partícula sem perder informação. Em meio à corrida pelo computador quântico, ele diz que espera poder contribuir para os debates de questões mais filosóficas com seu experimento."O estado de emaranhamento de fato demonstra a estranheza da física quântica, e o estudo dos mecanismos pelos quais ele é criado e destruído é de grande interesse", diz.

Fonte: Folha Online

Químicos descobrem nova forma de purificar o hidrogênio

Purificação do hidrogênio

Pesquisadores da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, sintetizaram um novo tipo de material poroso capaz de separar o hidrogênio de misturas gasosas complexas.
O material apresentou a melhor seletividade na separação do hidrogênio do dióxido de carbono e do metano, tornando-o adequado para uso em misturas disponíveis na indústria.
Rumo à economia do hidrogênio, quando se espera que os automóveis poderão rodar queimando este gás e liberando apenas água no escapamento, um dos maiores entraves é exatamente a produção do próprio hidrogênio. Hoje ele é produzido a partir do gás natural, um combustível fóssil como o petróleo, e é de difícil purificação.

Favos de colméia

O novo material, com uma estrutura que lembra os favos de uma colméia, mas com cada "favo" medindo poucos nanômetros de diâmetro, representa a primeira opção disponível de um filtro capaz de separar o hidrogênio de forma direta.
"Um processo mais seletivo significa menos ciclos para produzir o hidrogênio puro, aumentando a eficiência ", disse Kanatzidis. "Nosso material poderá ser utilizado de forma muito eficaz como uma membrana para a separação do gás."
A produção de hidrogênio hoje, primeiro gera hidrogênio combinado com dióxido carbono ou hidrogênio combinado com dióxido de carbono e metano. A tecnologia atualmente usada para a próxima etapa - a remoção do hidrogênio dessas misturas gasosas - separa as moléculas de gás com base em seu tamanho, o que não é uma tarefa tecnologicamente simples.

Separando moléculas por polarização

O novo material não depende do tamanho das moléculas para a separação, baseando-se em sua polarização - a interação das moléculas do gás com as paredes do material à medida que elas se deslocam através da membrana. Esta é a base do novo método de separação.
"Nós estamos tirando proveito daquilo que chamamos de átomos 'suaves', que formam as paredes da membrana", explica Kanatzidis. "Estas paredes de átomos leves tendem a interagir com outras moléculas suaves que entrem em contato com eles, diminuindo sua velocidade conforme passam através da membrana. O hidrogênio, o menor de todos os elementos, é uma molécula 'dura'. Ele passa direto, enquanto as moléculas mais suaves, como o dióxido de carbono e o metano, levam mais tempo para atravessar a membrana."

Bibliografia:Mesoporous Germanium-Rich Chalcogenido Frameworks with Highly Polarizable Surfaces and Relevance to Gas Separation.Gerasimos S. Armatas, Mercouri G. KanatzidisNature MaterialsFebruary 2009Vol.: 8, 217 - 222 (2009)DOI: 10.1038/nmat2381

Fazendo gelo fora da geladeira

Veja como se forma o orvalho e a geada no vídeo da série de experimentos científicos do professor Aníbal.