O Prémio Nobel da Física de 2025 foi atribuído aos cientistas John Clarke (Reino Unido), Michel H. Devoret (França) e John M. Martinis (EUA) por um feito notável: a demonstração de fenómenos quânticos em sistemas macroscópicos. Especificamente, eles foram reconhecidos “pela descoberta do tunelamento quântico macroscópico e da quantização de energia num circuito elétrico”.
O Salto Quântico para a Escala Humana
Durante décadas, a física quântica, com as suas regras estranhas e contraintuitivas (como as partículas poderem estar em vários estados ao mesmo tempo), parecia limitada ao mundo microscópico dos átomos e das partículas subatómicas. A questão era: até que ponto se pode levar esta “magia” quântica para a nossa realidade? O trabalho de Clarke, Devoret e Martinis, realizado com experiências pioneiras nos anos 80 e 90 do século passado, deu uma resposta clara: muito mais do que se pensava.
Os laureados construíram um circuito elétrico usando supercondutores – materiais que, quando arrefecidos a temperaturas muito baixas, conduzem eletricidade sem resistência. O circuito que utilizaram era pequeno, mas ainda assim “macroscópico” em comparação com as experiências quânticas tradicionais, medindo cerca de um centímetro.
O Efeito de “Atravessar Paredes”
A chave da sua descoberta reside em dois conceitos que parecem pura ficção científica:
- 1) Tunelamento Quântico Macroscópico: Na física quântica, uma partícula pode “atravessar” uma barreira de energia, mesmo que não tenha energia suficiente para o fazer. É como se uma bola passasse através de uma parede em vez de ricochetear. Este fenómeno, conhecido como tunelamento quântico, era esperado apenas para partículas individuais. Os cientistas demonstraram que, no seu circuito supercondutor, milhares de milhões de eletrões acoplados (os chamados pares de Cooper) actuavam em conjunto como uma única entidade quântica, “tunelando” de um estado para outro. Esta observação provou que as leis quânticas aplicavam-se a um sistema que se podia segurar numa mão.
- 2) Quantização de Energia: Os agora laureados também mostraram que a energia neste circuito era quantizada, o que significa que o sistema só podia absorver ou emitir energia em pacotes discretos e bem definidos, tal como acontece nos átomos. Isto confirmou que o circuito, sendo um objeto “fabricado pelo homem” e de escala maior, se comportava como um sistema quântico fundamental.
A Base para a Computação Quântica
A importância desta descoberta é monumental. Ao provar que circuitos elétricos macroscópicos podem ser controlados por leis quânticas, Clarke, Devoret e Martinis lançaram as bases para a tecnologia quântica da próxima geração.
O seu trabalho é fundamental para o desenvolvimento dos computadores quânticos, que prometem resolver problemas impossíveis para os computadores atuais. Os circuitos supercondutores que estudaram são a arquitetura base que levou à criação dos qubits (bits quânticos) supercondutores, o bloco de construção essencial de muitas máquinas quânticas desenvolvidas por gigantes como a Google e a IBM.
Em suma, o Prémio Nobel da Física de 2025 celebra a conquista de trazer as leis mais estranhas e poderosas do universo – a mecânica quântica – do mundo microscópico para o nosso, acelerando o caminho para uma revolução tecnológica que irá redefinir o futuro da computação, da criptografia e da detecção.
O trabalho destes três laureados não é apenas uma vitória para a física fundamental, mas um passo gigantesco para a engenharia quântica, que está prestes a moldar a forma como processamos informação no século XXI. Que novas maravilhas tecnológicas nos trarão os seus sucessores?
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