Nobel da Física premia cientistas que confirmaram efeitos quânticos na macroescala

7 de outubro de 2025

 

O Prêmio Nobel de Física de 2025 laureou três cientistas que transformaram o entendimento da humanidade sobre o limite entre o mundo quântico microscópico e o mundo palpável: John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis.

Eles foram laureados “pela descoberta de túnel quântico macroscópico e da quantização de energia em um circuito elétrico”. Em outras palavras, por demonstrar que fenômenos tipicamente restritos ao domínio das partículas podem se manifestar em dispositivos suficientemente grandes para serem segurados na mão.

A repercussão dessa descoberta vai muito além de um avanço conceitual na física: ela sustenta uma das bases tecnológicas dos computadores quânticos, de sensores ultra precisos e de métodos de criptografia quântica. “As lógicas quânticas podem parecer pouco credíveis para quem se habituou à macroescala, mas revelaram-se especialmente valiosas para as indústrias dos transístores e dos processadores que têm evoluído à boleia da miniaturização”, afirma artigo da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

Desde os primórdios da mecânica quântica, sabia-se que partículas como elétrons e fótons exibem comportamentos contraintuitivos: podem atravessar barreiras (efeito túnel), existir em estados de superposição ou emitir/absorver energia em “pacotes” discretos (quantização). Porém, essas características pareciam confinadas ao nível microscópico, ou seja, em escalas atômicas ou subatômicas.

A grande pergunta era: qual é o tamanho máximo em que podemos observar efeitos quânticos? Quando um sistema cresce, interações com o ambiente (ruído térmico, dissipa­ções, imperfeições) tendem a “apagar” esses efeitos, fazendo com que o comportamento quântico se perca e prevaleça uma descrição clássica.

Clarke, Devoret e Martinis enfrentaram esse desafio ao projetar experimento que empurrasse o “micro” para o “macro”, testando se sistemas compostos por bilhões de partículas poderiam comportar-se, coletivamente, como uma única entidade quântica, e demonstrar túnel e quantização de energia.

A estratégia dos pesquisadores foi montar um circuito elétrico supercondutor, no qual não há resistência elétrica, intercalando uma fina camada isolante. Esse tipo de junção é chamado de junção de Josephson.

Na prática, o circuito inteiro, composto por muitos elétrons cooperando, se comportava como um átomo artificial, com níveis de energia bem definidos e a habilidade de “saltar” entre eles por meios quânticos.

O comitê do Nobel resumiu esse feito da seguinte maneira: “em 1984 e 1985, John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis conduziram uma série de experimentos com um circuito elétrico de supercondutores… onde demonstraram tanto o túnel quântico macroscópico quando níveis quantizados de energia em um sistema suficientemente grande para ser segurado na mão.”

Ao ser informado da premiação, Clarke declarou: “Estou completamente atordoado — nunca me ocorreu que essa descoberta seria a base de um Nobel”. Ele reconheceu que não foi um trabalho isolado: “minhas contribuições são importantes, mas as de meus colegas são “overwhelming” [avassaladoras]”, numa alusão à participação decisiva dos parceiros de pesquisa.

De fato, o comunicado oficial da Academia Real das Ciências da Suécia afirma que o prêmio reconhece experimentos que mostraram “como a mecânica quântica, descrita em teorias sobre partículas subatômicas, pode ser tornada concreta em um sistema macroscópico que pode ser segurado na mão.”

A relevância prática desse estudo virou pilar essencial para o que hoje é uma das mais promissoras fronteiras da tecnologia: a computação quântica, bem como sensores quânticos e criptografia quântica.

Mesmo com essas dificuldades, o mote de percepção é que o prêmio de 2025 celebra mais do que um feito histórico: ele consagra um ponto de inflexão entre o físico e o tecnológico. Os experimentos de Clarke, Devoret e Martinis mostram que os domínios “micro” e “macro” não são estanques, e que efeitos quânticos podem se tornar um recurso prático, não apenas uma curiosidade teórica.

Como disse Eriksson, “a mecânica quântica é a base de toda a tecnologia digital”, e ao tornar visível o invisível, esse trabalho abriu caminhos que já estão sendo explorados nas tecnologias de ponta de hoje e de amanhã.

Fontes

• ((pt)) Gabriel Valery. Nobel da Física premia cientistas que confirmaram efeitos quânticos na macroescala — TVT News, 7 de outubro de 2025