Descoberta Brasileira Aponta Possível Nova Interação Quântica em Átomos de Rydberg
Um estudo coordenado pelo físico Luis Gustavo Marcassa, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da Universidade de São Paulo (USP), com a colaboração de Jorge Massayuki Kondo, da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), e Daniel Varela Magalhães, também do IFSC, investigou a interação quântica envolvida no ganho de energia responsável pelo surgimento dos átomos de Rydberg. Esses átomos são versões superexcitadas e gigantes dos átomos tradicionais, com suas camadas externas de elétrons muito mais distantes do núcleo. São altamente sensíveis a campos elétricos e magnéticos, podendo ser a base de sensores mais precisos para tecnologias quânticas, como computação e telecomunicações. 
Durante os experimentos no Instituto de Física de São Carlos (USP), os pesquisadores excitaram átomos de rubídio com um feixe de laser, que, junto com um campo eletromagnético, levou os átomos ao estado de Rydberg. As evidências sugerem que um fóton pode transferir energia para mais de um átomo de rubídio, algo nunca observado antes. O estudo, publicado na Physical Review A, propõe a quantização do campo eletromagnético, o que envolve a troca de energia de forma quântica, não clássica.
Os experimentos ocorreram em um vácuo de cavidade, onde os átomos foram resfriados a temperaturas extremamente baixas. Ao interagir com o feixe de laser e o campo de micro-ondas, os átomos deixaram uma assinatura espectral que foi analisada para entender a dinâmica quântica envolvida. Esse estudo pode abrir caminho para o desenvolvimento de sensores quânticos mais sensíveis.
Átomos de Rydberg, conhecidos desde o século XIX, são importantes em tecnologias quânticas devido à sua alta sensibilidade a campos externos. Eles são fundamentais para o desenvolvimento de dispositivos de comunicação a longa distância.
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