A ideia de fazer o tempo correr para trás pertencia à ficção científica, mas pesquisadores deram um passo que aproxima esse conceito da realidade da física quântica. Um estudo mostrou que é possível controlar a chamada "flecha do tempo" em sistemas quânticos, fazendo com que seu comportamento pareça evoluir na direção oposta à que normalmente observamos.

A pesquisa foi conduzida por cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos, e publicada na revista Physical Review X. Além de demonstrar uma nova forma de controlar sistemas quânticos, o trabalho apontou que o próprio processo de medição pode ser usado para extrair energia, abrindo perspectivas para aplicações em baterias, computadores quânticos e outras tecnologias.

Como os físicos fizeram o tempo parecer correr para trás

Embora, no cotidiano, o tempo pareça seguir apenas uma direção — do passado para o futuro —, muitas das leis fundamentais da física permanecem válidas mesmo se o tempo for invertido.

Segundo os pesquisadores, essa simetria é particularmente evidente na mecânica quântica, que descreve o comportamento de partículas e sistemas microscópicos.

Na prática, o estudo não fez o tempo voltar. O que a equipe conseguiu foi controlar a direção aparente da chamada flecha do tempo em um sistema quântico, fazendo com que sua evolução se tornasse mais compatível com um processo que parece ocorrer de trás para frente.

A técnica que altera a direção aparente do tempo

O principal desafio é que, na física quântica, observar um sistema modifica seu estado. Diferentemente do que ocorre na física clássica, o simples ato de realizar uma medição interfere no comportamento das partículas.

Para contornar esse efeito, os pesquisadores combinaram monitoramentos contínuos com um sistema de feedback capaz de corrigir as alterações provocadas pelas próprias observações.

Para isso, a equipe desenvolveu um Hamiltoniano de controle — uma sequência cuidadosamente planejada de campos e pulsos — que reproduz os efeitos das medições e permite cancelar, reforçar ou até compensar essas perturbações.

Com isso, o sistema passou a seguir trajetórias compatíveis com diferentes comportamentos temporais, incluindo situações em que a flecha do tempo parece invertida.

Medições quânticas também podem gerar energia

Além de controlar a evolução temporal do sistema, os pesquisadores descobriram uma forma de utilizar as medições como fonte de energia. Segundo o estudo, esse mecanismo permite extrair energia útil diretamente do processo de monitoramento quântico, transformando as medições em um recurso termodinâmico.

Na prática, essa energia poderia futuramente ser utilizada para alimentar outros processos quânticos ou até armazenada em baterias quânticas, tecnologia considerada uma das áreas promissoras da computação quântica.

A pesquisa também se inspira no famoso experimento mental conhecido como "demônio de Maxwell", proposto no século XIX. Nesse cenário hipotético, um observador utiliza informações sobre as partículas de um sistema para reduzir sua entropia, algo que aparentemente desafia a segunda lei da termodinâmica.

Os novos protocolos aplicam uma ideia semelhante em sistemas quânticos por meio do uso inteligente das informações obtidas nas medições.

Como a técnica pode impulsionar novas tecnologias

A partir disso, os pesquisadores pretendem testar experimentalmente a técnica utilizando qubits supercondutores, um dos principais candidatos à construção de computadores quânticos.

Se os resultados forem confirmados, o método poderá facilitar o desenvolvimento de novas formas de preparar estados quânticos, aumentar o controle sobre sistemas microscópicos e melhorar tecnologias baseadas em computação quântica.