AGALILEU já te explicou o básico da diferença entre a física quântica e a física clássica. Se você perdeu nosso artigo mais antigo sobre o assunto, vale dar uma olhada rápida aqui e ficar por dentro do assunto.
A separação é, na verdade, bem simples. As fórmulas da física clássica são ótimas em prever o comportamento de corpos tão grandes e visíveis quanto você e o planeta Terra. Já a matemática que está por trás da física quântica só sabe lidar com átomos e partículas subatômicas, inimagináveis de tão pequenos.
Tente unir uma teoria a outra e você terá o autêntico bug, um problema que não deixa a física teórica dormir em paz há quase cem anos. Não há ainda uma maneira de unir o mundo macroscópico ao mundo microscópico. Ou não havia até agora.
Bateu uma coragem em N. Peter Armitage, físico da Universidade Johns Hopkins em Boston, nos Estados Unidos, e ele anunciou que pode ter em mãos a chave para unir esse casal disfuncional e resolver uma das questões mais intrigantes da história da ciência. Seu artigo foi publicado no periódico científico Science.
Segundo o Phys.org, a equipe do pesquisador se deparou com um material macroscópico, ou seja, vísivel a olho nu, que se comporta como uma partícula rebelada do mundo subatômico. O tal material é um isolador topológico. Pausa dramática.
O que é, afinal, o tal isolador?
Vamos começar pela etimologia da palavra grega τόπος (tópos), que você conheceu em nosso artigo sobre utopias e distopias. Em português, ela quer dizer "lugar". Ou seja: você já sabe que o insulador modifica o espaço de algum jeito. Já a parte do nome em que ele isola cargas elétricas não demanda maiores explicações — a capa de borracha de um fio qualquer é um material isolante e tem a função simples de evitar que você tome um choque.
A parte mais difícil do nome é unir "tópos" ao "lógico". Se vale o exemplo, a topologia é uma área da matemática que gera GIFs psicodélicos e ilustrativos como este aqui embaixo.
Para entender, basta saber que essa manipulação das formas pode ilustrar conceitos matemáticos abstratos — para ir além disso precisariamos incluir letras e números por aqui, e a gente sabe que para isso uma graduação em matématica é necessária.
Os isoladores foram previstos pela física teórica na década de 1980 e se tornaram realidade em 2007. Desde então eles só apresentaram propriedades polêmicas. Eles são condutores na superfície e isolantes no interior, um sanduíche bem pouco usual. Em outras palavras, um grupo de elétrons boêmios só pode caminhar em sua superfície — o resto é área de acesso restrito.
O nome cabeludo vem do fato de que eles têm um ordenamento topológico não-linear. Ou seja, há algo fora do lugar que não costuma estar fora do lugar.
O que Armitage fez foi disparar raios eletromagnéticos com propriedades específicas, invisíveis a olho nu, contra isolantes topológicos de alguns milimetros de comprimento, e então verificar a "Impressão digital" deixada por essa luz misteriosa. Resultado? Resquícios de um estado quântico da matéria. Para ser mais preciso, a luz exibiu um comportamento associado a constantes físicas que só são mensuráveis na física quântica.
"O experimento exibe efeitos quânticos macroscópicos", afirmou Armitage ao Phys.org. "Nós costumamos pensar na mecânica como uma teoria das coisas pequenas, mas neste sistema a mecânica quântica está aparecendo em escala macroscópica. Isso só foi possível com os instrumentos únicos desenvolvividos no meu laboratório."
