Estudo revela formação de partículas em simulador quântico
Um estudo realizado pelo Duke Quantum Center demonstra como simuladores quânticos podem auxiliar na investigação da formação de partículas e das condições que se seguiram ao Big Bang.
Pesquisa do Duke Quantum Center
Os quarks, componentes fundamentais da matéria, não existem isoladamente, mas sim em pares dentro de prótons e nêutrons, conectados por cordas tensas. Quando essas conexões se rompem, a energia acumulada se transforma em novas partículas. A equipe do Duke Quantum Center, liderada por Christopher Monroe, utilizou um simulador quântico composto por 13 íons aprisionados para reproduzir esse comportamento.
Comportamento de quarks e quebra de cordas
No experimento, feixes de laser direcionados ajustaram as interações entre os íons, imitando a energia necessária para esticar a conexão entre os quarks. A criação de partículas a partir dessa energia reflete a relação entre massa e energia descrita pela equação de Einstein, E = mc². Quando as novas partículas surgem, o número de pares de quarks aumenta, evidenciando a dinâmica da quebra de cordas.
Resultados e validação em computador clássico
Os pesquisadores validaram os resultados ao executar o mesmo modelo em um computador clássico, confirmando que o simulador quântico reproduziu com precisão o modelo testado. A próxima etapa é expandir essas simulações para abordar questões complexas que desafiam até os supercomputadores.
Colaboração entre instituições de renome
A pesquisa contou com a colaboração de instituições como a Universidade de Maryland, a Universidade de Oxford, o Instituto de Tecnologia da Califórnia, a Universidade Cornell e a KU Leuven. Os resultados se somam a estudos semelhantes que reproduziram a quebra de cordas em outros modelos utilizando diferentes tecnologias de computação quântica, como as abordagens de Google e QuEra Computing.
Essas iniciativas representam um marco para a comunidade quântica, oferecendo uma plataforma para investigar questões complexas sobre a formação da matéria, além de contribuir para o entendimento das condições do universo primordial.
