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

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

Uma sobreposição quântica é a situação em que uma partícula se comporta, enquanto se mantiver isolada do meio, como se estivesse em mais de um sítio ao mesmo tempo. A imagem popular é o gato de Schrödinger, mas a versão de laboratório é mais sóbria e mais reveladora: faz-se passar a partícula por uma disposição precisa de obstáculos e observa-se o padrão onde aterra. Se interfere consigo mesma, esteve em dois sítios pelo caminho. Se não, comportou-se como um objecto clássico.

Os aglomerados de sódio usados pesam mais de 170 mil unidades de massa atómica, o que coloca a partícula cerca de uma ordem de grandeza acima do objecto mais pesado antes posto neste estado. A extensão da sobreposição 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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A experiência foi conduzida 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 chama-se interferometria de ondas de matéria em campo próximo. Três redes de difracção formadas por feixes laser ultravioleta funcionam como obstáculos. Os aglomerados atravessam-nas em sequência e a forma como se acumulam no detector diz à equipa se cada um viajou como onda — em dois sítios ao mesmo tempo — ou como uma partícula ordinária.

O propósito da experiência não é viabilizar uma nova tecnologia. O propósito é continuar a empurrar a fronteira onde a mecânica quântica foi verificada e onde poderá ceder. Todas as previsões da teoria têm aguentado, mas a teoria nada diz sobre porque é que os objectos clássicos do dia-a-dia nunca parecem estar em dois sítios ao mesmo tempo. Esticar o regime para objectos mais pesados e complexos afina essa pergunta, e uma eventual falha da interferência a uma determinada escala de massa seria evidência directa de física nova.

O resultado tem limites. O sinal de interferência só aparece a 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 a experiência assenta em hipóteses sobre as redes ópticas e sobre a fonte de aglomerados que a equipa tem de defender face a explicações alternativas, parte do que a revisão por pares testou.

Face ao ponto onde o campo estava há cerca de duas décadas, quando a interferência foi mostrada pela primeira vez na molécula de carbono de 60 átomos conhecida como buckyball, o resultado actual é categórico. O salto de massa é de cerca de duas ordens de grandeza acima dessas primeiras demonstrações e a macroscopicidade é comparativamente mais alta. Cada passo em direcção a objectos do tamanho e da complexidade de um vírus ou de uma célula viva é também um passo na direcção do ponto em que a intuição deixa de ser um guia útil.

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

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