Pesquisadores da TU Wien desenvolveram um sistema quântico usando átomos de rubídio ultrafrios que permite que energia e massa fluam com eficiência perfeita, desafiando a resistência usual. Confinados a uma única linha, os átomos colidem incessantemente sem desacelerar, imitando um berço de Newton. A descoberta, publicada na Science, destaca uma nova forma de transporte em gases quânticos.
Em um experimento inovador, cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena (TU Wien) criaram um 'fio' quântico a partir de milhares de átomos de rubídio resfriados a temperaturas ultrafrias. Usando campos magnéticos e ópticos para restringir o movimento dos átomos a uma linha reta, a equipe observou o transporte de energia e massa que permanece inalterado apesar de inúmeras colisões. Essa configuração desafia a física convencional, onde fluxos como eletricidade ou calor geralmente enfrentam resistência devido a fricção e espalhamento. Em vez disso, o gás atômico exibe condutividade perfeita, com o movimento se propagando de forma limpa pelo sistema. «Em princípio, há dois tipos muito diferentes de fenômenos de transporte», explica Frederik Møller do Atominstitut da TU Wien. «Falamos de transporte balístico quando as partículas se movem livremente e percorrem o dobro da distância no dobro do tempo—como uma bala viajando em linha reta». O comportamento observado, no entanto, transcende o transporte balístico e difusivo. «Ao estudar a corrente atômica, pudemos ver que a difusão está praticamente completamente suprimida», observa Møller. «O gás se comporta como um condutor perfeito; mesmo com incontáveis colisões entre os átomos, quantidades como massa e energia fluem livremente, sem se dissipar no sistema». O efeito lembra um berço de Newton quântico, onde o momento é transferido diretamente sem perda. «Os átomos em nosso sistema só podem colidir em uma única direção», diz Møller. «Seus momentos não são espalhados, mas simplesmente trocados entre parceiros de colisão. O momento de cada átomo permanece conservado—só pode ser passado adiante, nunca perdido». Isso impede que o gás atinja o equilíbrio térmico, oferecendo insights sobre resistência quântica. «Esses resultados mostram por que tal nuvem atômica não se termaliza—por que não distribui sua energia de acordo com as leis usuais da termodinâmica», acrescenta Møller. «Estudar o transporte em condições tão perfeitamente controladas pode abrir novas maneiras de entender como a resistência surge ou desaparece no nível quântico». Os achados aparecem em um artigo intitulado 'Characterizing transport in a quantum gas by measuring Drude weights', publicado na Science em 2025 por autores incluindo Philipp Schüttelkopf, Mohammadamin Tajik e Jörg Schmiedmayer.