O teletransporte da matéria e o salto quântico!

O transporte instantâneo é uma quimera humana. A concretização tecnológica do utópico teletransporte material seria viável a partir de um melhor entendimento e aplicação do salto quântico?

Ficção folclórica e Física das Partículas – O salto quântico da Caipora

Em minhas curiosas recognições científicas na tenra adolescência, nas agradáveis tardes chuvosas de outono, certa vez me deparei com o enigmático conceito teórico do salto quântico.

Observei que o dinâmico baile da natureza é intercalado por permutas constantes de energia. O salto quântico é um desses enigmas reais que aguçam a curiosidade científica e influenciam criativamente a ficção.

Após as leituras, surgiram fugazes reflexões que cintilavam pensamentos sobre uma possível conexão entre essa peculiar e exótica característica da física das partículas, e o teletransporte material.

Analogamente à impetuosas crianças, de repente algumas partículas tentam entrar em espaços não permitidos, desaparecem e brincam uma espécie de “esconde-esconde” subatômico com o mitológico Caipora.

Conforme as lendas, este ser folclórico Tupi-Guarani – protetor das florestas brasilis, desorienta inescrupulosos caçadores que descumprem acordos ou penetram em zonas proibidas das matas, fazendo-os desaparecer num local e surgir em outro.

Na atualidade, décadas posteriores a estas divagações e associações lúdicas, o conhecido teletransporte quântico, que movimenta informações, já se tornou realidade. E esta inovação técnica irá revolucionar o campo da computação.

Mas como o entendimento do salto quântico poderia iluminar a utopia do teletransporte material, conforme verificado nos lendários filmes de Jornada nas Estrelas?

Viagem orbital do elétron

Os elétrons estão dispostos em regiões orbitais ao redor do núcleo de um átomo, e eles não se movimentam de forma aleatória. Estão condicionados a órbitas definidas, e cada uma delas apresenta um nível energético.

Quanto mais próximo do núcleo, menor é a energia do elétron, e maior será a energia necessária para movê-lo para outra camada superior.

O salto quântico, que são transições eletrônicas dentro dos átomos, ocorre quando um elétron é excitado por uma fonte de energia externa, a exemplo de um fóton, e como consequência ele salta de uma camada inferior para outra superior, de maior energia.

Sucede-se então a mudança de um elétron de um estado quântico (fundamental) para outro estado mais energético (instável) dentro de um átomo.

O detalhe é que esta viagem ocorre sem que o mesmo atravesse o espaço orbital intermediário das camadas!

O elétron deixa de existir em uma camada e aparece em outra. Em termos subatômicos significa que ocorre uma espécie de teletransporte eletrônico no salto quântico.

O retorno dos elétrons ao seu estado quântico fundamental, se ele não tiver se desprendido do átomo, libera a energia anteriormente recebida para realização do salto.

Essa energia é liberada como radiação eletromagnética na forma de unidade quantizada – um fóton, o que ocasiona emissão de luz.

Teletrasporte e salto quântico

A teoria do salto quântico desenvolvida pelo dinamarquês Niels Borh, postula que existem regiões nos átomos, entre as órbitas eletrônicas, em que os elétrons não podem permanecer, e possivelmente não atravessam.

Esse conceito da mecânica quântica, apesar de soar meio exótico, abre a possibilidade de imaginarmos a existência na natureza de algo material, que se desmaterializa em um lugar e surge em outro.

Mesmo em se tratando dos elétrons, que apresentam insignificante massa – o equivalente a aproximadamente 1/1836 da massa de outra partícula subatômica, o próton, trata-se de uma espécie diminuta de desmaterialização.

O amadurecimento destes conceitos, e as pesquisas experimentais neste campo podem desvendar muitos aspectos ainda incompreendidos, que permitiriam saltos tecnológicos para a sociedade global.

Tempo de transmissão

Experimentos mais recentes com a utilização de lasers demonstraram que apesar desta característica do movimento dos elétrons – de sumir em uma órbita e aparecer em outra mais energética, ele não é instantâneo. Existe um lapso de tempo entre essa transição.

Cientistas conseguiram medir o tempo decorrido entre a recepção de uma fonte de energia e a resposta, liberada na forma de um fóton com emissão luminosa.

Teletransporte quântico

Por certo, o constante desenvolvimento do chamado teletransporte quântico progride a passos largos e essas inovações tecnológicas irão revolucionar o setor da computação e das telecomunicações.

Neste tipo de teletransporte de informações ocorre a transferência de dados de um sistema quântico (a exemplo de um íon) para outro íon, mesmo que ambos estejam em total isolamento. Em experimentos, cientistas já conseguiram teletransportar através desse sistema operações lógicas completas.

Estas informações podem ser passadas entre fótons em chips de computador, ainda que os fótons estejam fisicamente desconectados. O objetivo atual é realizar interações de longa distância entre elétrons. Isto é essencial para a evolução da computação quântica e para prováveis progressos no campo do transporte quântico.