Cientistas da Universidade Goethe de Frankfurt, em colaboração com o Instituto Max Planck de Física Nuclear, realizaram um feito sem precedentes: a visualização direta do movimento quântico de ponto zero em uma molécula complexa. O estudo, publicado em agosto de 2025, demonstra que, mesmo em temperaturas próximas do zero absoluto, os átomos dentro das moléculas executam vibrações coordenadas, impulsionadas pela energia de ponto zero.
Sob a liderança do Professor Till Jahnke, a equipe utilizou pulsos de laser de raio-X ultracurtos e de alta intensidade do European XFEL. Esses pulsos induziram explosões controladas em moléculas de iodopiridina. Ao analisar os fragmentos moleculares resultantes com um microscópio de reação COLTRIMS customizado, os pesquisadores conseguiram reconstruir as estruturas moleculares originais, capturando os movimentos sutis e correlacionados dos átomos.
Esta conquista fornece evidência concreta da "dança eterna" dos átomos, um conceito antes apenas inferido, mas agora diretamente observado. As descobertas têm implicações profundas para a compreensão dos princípios fundamentais da mecânica quântica e prometem impulsionar avanços na investigação de reações fotoquímicas.
A energia de ponto zero, um conceito que remonta aos trabalhos de Max Planck em 1912, descreve a energia mínima que um sistema quântico pode possuir em seu estado fundamental. O Instituto Max Planck de Física Nuclear, sediado em Heidelberg, Alemanha, é uma instituição de renome dedicada à pesquisa fundamental em física de partículas e astrofísica, bem como na dinâmica quântica de átomos e moléculas.
A colaboração entre instituições como a Universidade Goethe e o Instituto Max Planck sublinha a importância da cooperação internacional na vanguarda da ciência. A pesquisa em dinâmica quântica explora as interações de partículas em núcleos atômicos, átomos e moléculas, utilizando aceleradores, anéis de armazenamento e armadilhas, além de controlar reações químicas com luz laser intensa.
Este avanço científico não apenas valida teorias de longa data sobre o comportamento atômico em baixas temperaturas, mas também abre novas avenidas para a exploração de fenômenos quânticos em sistemas moleculares. A capacidade de visualizar e compreender esses movimentos em escala atômica é crucial para o desenvolvimento de novas tecnologias e para aprofundar nosso conhecimento sobre a natureza fundamental da matéria e da energia.