Físicos de Los Alamos revertem a seta do tempo e extraem energia do ato de medir

Qubits are made up of controlled particles and the means of control (e.g. devices that trap particle. Foto: Original reproduction: Jbw2, SVG version: WhiteTimberwolf

A flecha do tempo, essa correnteza que nos empurra implacavelmente do passado para o futuro, pode ser menos rígida do que a intuição sugere. No domínio infinitesimal das partículas, as leis fundamentais da física ignoram a diferença entre avanço e retrocesso, como se o universo não tivesse preferência por um sentido único. Essa simetria temporal, embora contraintuitiva em nosso macrocosmo, é uma realidade inegável na mecânica quântica, onde a causalidade pode ser moldada por observações.

Um estudo publicado em fevereiro de 2026 na revista Physical Review X demonstra que é possível manipular essa percepção cósmica. Cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos, uma das instituições de pesquisa mais renomadas dos Estados Unidos, construíram protocolos quânticos capazes de suprimir a seta temporal ou até mesmo fazê-la apontar para trás, desafiando a noção convencional de irreversibilidade.

O físico Luis Pedro García-Pintos, cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos e líder da pesquisa, explica que no mundo microscópico a maioria das leis fundamentais da física é simétrica sob reversão temporal. «As equações funcionam perfeitamente se você inverter a direção do tempo», afirma García-Pintos, sublinhando que essa característica intrínseca do universo quântico foi a base para a inovadora manipulação temporal.

Diferentemente da física clássica, onde observar é um ato passivo e o sistema permanece inalterado, na mecânica quântica medir significa perturbar intrinsecamente o sistema. Cada medição altera aleatoriamente o estado da partícula, e esse processo de interação inevitavelmente cria uma seta temporal. Os pesquisadores de Los Alamos, no entanto, aproveitaram precisamente esse distúrbio para esculpir trajetórias que imitam uma evolução às avessas, subvertendo a ordem natural.

A equipe do físico Luis Pedro García-Pintos projetou um sofisticado hamiltoniano de controle — uma sequência coreografada de pulsos e campos de energia — capaz de imitar e, mais crucialmente, de manipular os efeitos das medições quânticas. Combinado com um engenhoso laço de realimentação, esse operador permitiu cancelar, amplificar ou até mesmo sobrecompensar as perturbações impostas pelas observações.

O resultado dessa manipulação é a geração de flechas do tempo que podem ser esticadas, borradas ou completamente invertidas, alterando a dinâmica aparente dos sistemas quânticos. Tal controle sem precedentes sobre a dimensão temporal abre novas fronteiras para a física fundamental e para o desenvolvimento de tecnologias disruptivas.

O experimento evoca o célebre “demônio de Maxwell”, um exercício mental proposto no século XIX pelo físico escocês James Clerk Maxwell. Na versão original, uma entidade hipotética controlaria uma porta minúscula entre duas câmaras de gás, separando partículas quentes das frias para reduzir a entropia do sistema, em aparente violação da segunda lei da termodinâmica.

Contudo, a resolução do paradoxo do demônio de Maxwell, proposta um século depois por cientistas como Landauer e Bennett, revelou que o custo da informação necessária para essa triagem termodinâmica impõe um limite à sua eficiência. O demônio quântico de Los Alamos, por sua vez, transcende essa limitação ao utilizar a própria informação extraída das medições para reverter a seta temporal sem violar os custos termodinâmicos totais do universo.

Essa abordagem revolucionária permitiu aos cientistas projetar um motor movido a medições: um dispositivo que extrai energia útil do simples, e antes passivo, ato de monitorar um sistema quântico. A observação, assim, deixa de ser um gesto inocente e se transforma em um recurso termodinâmico tangível, capaz de alimentar baterias quânticas ou outras arquiteturas energéticas emergentes.

Ao transformar medições em uma fonte de trabalho, a pesquisa pavimenta o caminho para a criação de baterias quânticas que não dependem de calor, gradientes de temperatura ou processos eletroquímicos externos. Essas novas concepções de armazenamento de energia prometem maior eficiência e velocidades de carregamento ultrarrápidas, aproveitando fenômenos como o entrelaçamento e a superabsorção.

Luis Pedro García-Pintos e seus colegas, os pesquisadores Yi-Kai Liu e Alexey V. Gorshkov, preveem que a manipulação temporal quântica terá um impacto direto e profundo na preparação de estados quânticos e na computação quântica. Nesses campos, o controle fino e preciso da dinâmica temporal pode ser um fator decisivo para o avanço da tecnologia e a superação de barreiras atuais.

Segundo o portal SciTechDaily, os próximos passos da pesquisa incluem testes experimentais com qubits supercondutores, uma plataforma que já oferece realimentação ultrarrápida e detecção de alta eficiência. Versões quânticas do demônio de Maxwell já foram demonstradas nesses sistemas, o que torna o terreno fértil e promissor para a validação prática dos novos protocolos desenvolvidos.

Financiada pelo Departamento de Energia dos EUA e pela National Science Foundation, a pesquisa revela que a flecha do tempo, antes vista como uma imposição cósmica inflexível, pode ser redesenhada e reconfigurada em laboratório. Enquanto os relógios do cotidiano marcham em cadência única e linear, o reino quântico sussurra que passado e futuro são apenas convenções simétricas à espera de um hábil regente que os possa moldar à vontade, inaugurando uma nova era na compreensão da realidade.

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