Esse sistema é uma pequena molécula em uma máquina de Ressonância Magnética Nuclear (NMR). Em um segundo rascunho de artigo publicado no arXiv ainda hoje, o Google colaborou com um grande grupo de especialistas em RMN para explorar esse uso.
Dos computadores às moléculas
A RMN é baseada no fato de que o núcleo de cada átomo possui uma propriedade quântica chamada spin. Quando os núcleos são mantidos próximos uns dos outros, como quando estão na mesma molécula, esses spins podem influenciar-se mutuamente. A RMN usa campos magnéticos e fótons para manipular esses spins e pode ser usada para inferir detalhes estruturais, como a distância entre dois átomos. Mas à medida que as moléculas ficam maiores, estas redes de spin podem estender-se por distâncias maiores e tornar-se cada vez mais complicadas de modelar. Portanto, a RMN limitou-se a focar nas interações de spins relativamente próximos.
Para este trabalho, porém, os pesquisadores descobriram como usar uma máquina de RMN para criar o equivalente físico de um eco quântico em uma molécula. O trabalho envolveu a síntese da molécula com um isótopo específico de carbono (carbono-13) em um local conhecido da molécula. Esse isótopo poderia ser usado como fonte de um sinal que se propaga através da rede de spins formada pelos átomos da molécula.
“O experimento OTOC é baseado em um eco de muitos corpos, no qual a polarização inicialmente localizada em um spin alvo migra através da rede de spin, antes que uma reversão de tempo projetada por Hamiltoniano volte ao estado inicial”, escreveu a equipe. “Esta reorientação é sensível a perturbações em spins de borboletas distantes, o que permite medir a extensão da propagação da polarização através da rede de spin.”
Naturalmente, algo tão complicado precisava de um apelido atraente. A equipe criou a TARDIS, ou Time-Accurate Reversal of Dipolar InteractionS. Embora esse nome capture o aspecto “fora da ordem temporal” do OTOC, é simplesmente um conjunto de pulsos de controle enviados à amostra de RMN que inicia uma perturbação na rede de spins nucleares da molécula. Um segundo conjunto de pulsos reflete então um eco de volta à fonte.
