O Exército dos EUA está investindo em pesquisas quânticas que exploram como as vibrações afetam o comportamento eletrônico em materiais ultrafinos. Cientistas da Universidade da Califórnia, em Riverside, estão investigando se essas vibrações quânticas, conhecidas como efeitos vibrônicos, poderiam transformar a coleta de energia e os sistemas computacionais.
O Centro de Vibrônica Quântica em Energia e Tempo (QuVET) reúne especialistas em física, química, engenharia e bioquímica para examinar essas interações em sistemas biológicos e sintéticos. Os pesquisadores pretendem determinar se uma função de onda quântica saltará através de uma interface ou permanecerá em sua posição original. “A ideia é que as vibrações possam se tornar o botão de controle, permitindo futuros ‘interruptores vibrônicos quânticos’ que usam vibrações de cristal para ativar e desativar transições quânticas”, disse Nathaniel Gabor, professor de física e astronomia.
Compreender esse processo de mudança é crucial para aprimorar tecnologias como a geração de energia solar. A energia criada a partir da luz deve separar-se rapidamente em cargas livres para evitar a dissipação como calor ou a reemissão como luz. Gabor observou que os sistemas biológicos extraem energia com eficiência, e sua equipe busca replicar essa eficiência em materiais artificiais. Os mecanismos observados na fotossíntese, onde as excitações quânticas se movem entre as moléculas até atingir um centro de reação, poderiam informar novas formas de controle quântico em dispositivos sintéticos.
O Exército financia esta pesquisa por meio de uma doação da Iniciativa de Pesquisa Universitária Multidisciplinar do Escritório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate. A gerente do programa, Tania Paskova, afirmou que a compreensão dos efeitos vibrônicos pode ser essencial para o desenvolvimento de futuros sistemas biológicos artificiais em aplicações militares. “Esta pesquisa está respondendo a questões científicas críticas que podem se tornar fundamentais para a compreensão e controle dos efeitos vibrônicos”, disse ela.
O Exército reconhece desafios significativos na tradução dessas descobertas laboratoriais em aplicações práticas. A maioria dos experimentos quânticos requer baixas temperaturas e configurações controladas, inadequadas para ambientes de campo de batalha. Ao concentrar-se na investigação básica em vez de em protótipos imediatos, o Exército indica um investimento estratégico a longo prazo na física quântica que pode levar décadas a amadurecer. O sucesso deste investimento depende inteiramente de futuros resultados experimentais, ainda pendentes.
