Uma colaboração entre a ETH Zurich e o Instituto de Ciências Fotônicas de Barcelona resultou num avanço significativo na física quântica, demonstrando a delocalização quântica controlada de uma nanopartícula de sílica suspensa numa armadilha óptica. Esta conquista, publicada na *Physical Review Letters*, é um passo crucial para explorar os limites da mecânica quântica e identificar aplicações tecnológicas.
Tradicionalmente, a coerência quântica de nanopartículas levitadas é limitada pelo movimento de ponto zero, dificultando a observação da interferência quântica em objetos maiores. Para superar isto, a equipa utilizou um método inovador de expansão controlada, modulando a rigidez da armadilha de luz em intervalos de microssegundos. Esta técnica aumentou a coerência quântica original em mais de três vezes, de aproximadamente 21 picómetros para mais de 70 picómetros nos cenários mais favoráveis.
A coerência quântica é essencial para que uma partícula exiba interferência quântica, e o seu aumento eleva a probabilidade deste comportamento ondulatório. Embora os valores alcançados sejam modestos, comprovam a viabilidade da expansão controlada sem perda da pureza quântica da partícula. Esta evolução abre novas avenidas para a investigação de fenómenos antes restritos a sistemas atómicos ou moleculares, aproximando a mecânica quântica do mundo macroscópico.
Para além da sua relevância fundamental, esta técnica oferece promissoras aplicações no desenvolvimento de sensores de força quânticos. Uma nanopartícula altamente coerente seria capaz de detetar variações mínimas em campos elétricos ou gravitacionais com uma precisão superior às tecnologias atuais. Esta sensibilidade aprimorada é a base para o desenvolvimento de sensores quânticos de alta precisão, com potencial de mercado significativo.
Adicionalmente, novas rotas estão a ser exploradas para investigar a relação entre a mecânica quântica e a gravidade. Teorias sugerem que duas massas quânticas em estado de delocalização poderiam gerar emaranhamento gravitacional. Os métodos descritos neste estudo representam um passo em direção à implementação prática destas ideias, alinhando-se a avanços em projetos como o QnanoMECA, financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, que visa a redução da energia mecânica de osciladores nanomecânicos quânticos.
A capacidade de controlar a delocalização quântica em nanopartículas levitadas marca um avanço considerável na compreensão e aplicação da mecânica quântica em escalas macroscópicas, desvendando novas possibilidades em pesquisa fundamental e no desenvolvimento de tecnologias quânticas de ponta.