Pesquisadores do Instituto de Ciência Molecular do Japão criaram uma técnica inovadora de microscopia chamada Câmera Atômica. A tecnologia utiliza um único átomo de rubídio ultrafrio para mapear a luz em escala nanométrica.
A descoberta foi liderada pelo professor assistente Takafumi Tomita e pelo professor Kenji Ohmori. O estudo foi publicado na revista Nature Communications e detalhado em reportagem do Phys.org, superando o limite de difração dos microscópios ópticos tradicionais.
A técnica resolve um desafio crítico para computadores quânticos, que dependem de campos de luz laser para controlar qubits. Inserir câmeras de diagnóstico em câmaras de vácuo perturba os qubits sensíveis ao ruído, enquanto a observação remota introduz aberrações que distorcem as medições.
A Câmera Atômica contorna essas limitações ao usar o próprio átomo como sonda de varredura. O átomo é aprisionado em uma pinça óptica e resfriado ao menor estado de movimento quântico possível.
Ao escanear a posição do átomo com precisão de nanômetros, os cientistas medem deslocamentos de energia de seus estados de spin internos. Isso permite obter informações locais sobre a intensidade e a polarização da luz em cada ponto.
A equipe visualizou diretamente a distribuição de intensidade da luz e estruturas de polarização de feixes laser. A resolução espacial alcançada ficou abaixo de 100 nanômetros, superando amplamente o limite de difração dos microscópios ópticos convencionais.
O limite fundamental de resolução é determinado pela flutuação quântica da posição do átomo, estimada em cerca de 25 nanômetros. Isso abre caminho para ferramentas de diagnóstico capazes de caracterizar estruturas ópticas nanoscópicas antes inacessíveis.
A capacidade de medir intensidade e polarização da luz simultaneamente torna a Câmera Atômica valiosa para computadores quânticos baseados em átomos neutros. A tecnologia permitirá ajustar e controlar com maior precisão os campos de laser que manipulam os átomos, acelerando o avanço das plataformas quânticas.
Leia também: Cientistas japoneses criam bactéria que produz composto sustentável para fármacos e cosméticos
📨 Inscreva-se na Newsletter de O Cafezinho
Receba nossas análises e as principais notícias diárias do Brasil e do Sul Global.