Molécula ‘borboleta’ pode abrir novos caminhos no reino quântico

Uma molécula peculiar, com formato semelhante ao de uma borboleta e composta por ‘asas’ de elétrons, foi criada pela primeira vez, marcando a conclusão de uma busca por um ‘zoológico’ de moléculas similares. Esta descoberta pode abrir portas para novas áreas do reino quântico. Herwig Ott, da Universidade RPTU Kaiserslautern-Landau, na Alemanha, e sua equipe, conseguiram criar a molécula ao resfriar átomos de rubídio a poucos milionésimos de grau acima do zero absoluto, utilizando lasers e forças eletromagnéticas.

Posteriormente, eles usaram lasers novamente para aumentar alguns átomos, afastando seus elétrons mais externos do núcleo. As propriedades quânticas dos átomos resfriados e ampliados dessa maneira podem ser manipuladas com precisão, permitindo que a equipe mova o elétron de um átomo gigante em direção a um átomo de rubídio de tamanho normal, unindo-os para criar uma nova molécula com propriedades extremas.

Cada molécula mede cerca de 25 nanômetros, maior que o diâmetro de uma fita de DNA que contém bilhões de átomos, e é milhares de vezes mais sensível a campos elétricos do que a maioria das moléculas. A forma da nova molécula é determinada por seus elétrons, com o mais externo se espalhando no espaço em um formato que lembra as asas de uma borboleta. Ott afirma que ajustar os lasers para obter moléculas com essa configuração exata foi complicado, levando semanas de ajustes até que a equipe as criasse com sucesso no laboratório.

Ele compara o processo a procurar um objeto em uma estrada, inspecionando milímetro por milímetro a uma distância de um quilômetro. Matthew Eiles, membro da equipe da Universidade Purdue, em Indiana, destaca que o trabalho é a culminação de vários estudos matemáticos e experimentais anteriores que ajudaram a restringir essa busca. Com base em modelos matemáticos, pesquisadores passaram 20 anos procurando por um ‘zoológico’ de moléculas gigantes ultrafrias que deveriam existir, e a nova molécula borboleta é a última a ser descoberta, segundo Eiles.

O experimento também abre caminho para a criação de moléculas ultrafrias mais exóticas e elusivas, incluindo aquelas que poderiam ser muito pesadas, além de muito grandes e carregadas, afirma Michał Tomza, da Universidade de Varsóvia. Weibin Li, da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, diz que a molécula borboleta foi difícil de criar, mas agora pode ser usada como precursor para a fabricação de algo ainda mais desafiador: átomos ultrafrios com carga negativa, ou ânions.

Se resfriados, os ânions poderiam ser usados em testes de leis fundamentais da física de partículas ou estudos de antimatéria, mas métodos de resfriamento padrão falharam em resfriá-los até agora. Eiles e Ott já investigaram matematicamente como usar a molécula borboleta para criar ânions ultrafrios e esperam ver os primeiros sinais deles em poucos anos. ‘A teoria já está escrita’, afirma Eiles. Para mais detalhes, consulte o portal New Scientist.