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Radar quântico encontra aviões invisíveis e células doentes
O conversor acopla quanticamente as micro-ondas e as ondas de luz durante a emissão, enquanto o receptor converte as micro-ondas que retornam em ondas de luz para a detecção. [Imagem: Shabir Barzanjeh et al. (2015)]
Um radar quântico poderá ser capaz não apenas detornar ineficazes as camuflagens dos atuais "aviões invisíveis", como também inaugurar uma nova era na captura de imagens médicas.
Stefano Pirandola e seus colegas da Universidade de Iorque, no Reino Unido, projetaram um sistema híbrido que usa a correlação quântica entre feixes de micro-ondas e feixes de luz para detectar objetos de baixa reflexividade.
Como esse radar quântico funciona em níveis de energia muito mais baixos do que os radares convencionais, ele poderá ser usado em biomedicina, incluindo detecção de células doentes e exames de ressonância nuclear magnética - e, mais no futuro, na detecção dos aviões invisíveis.
Entrelaçamento
A equipe de Pirandola desenvolveu o novo sistema usando um conversor especial de dupla cavidade que acopla o feixe de micro-ondas ao feixe óptico usando um nano-oscilador mecânico.
Esse conversor produz o fenômeno quântico do entrelaçamento entre as micro-ondas e as ondas de luz durante a emissão do sinal. Rastreando o entrelaçamento, torna-se possível detectar reflexões do sinal muito mais fracas do que as detectáveis pelos radares tradicionais.
O funcionamento do radar é baseado no fenômeno conhecido como iluminação quântica, que está sendo usado também para desenvolver novos tipos de câmeras digitais.
Radar da saúde
O Dr. Pirandola reconhece que um radar quântico para uso aeronáutico ou ambiental ainda dependerá de vários melhoramentos que aumentem o alcance e tornem o sistema robusto o suficiente para operar em ambiente aberto, mas espera que seu uso biomédico chegue mais rápido.
Segundo ele, a medição do entrelaçamento quântico, uma "propriedade não-invasiva, é particularmente importante para aplicações biomédicas de curta distância. No longo prazo, o esquema poderá ser operado para detectar a presença de defeitos em amostras biológicas ou tecidos humanos de uma forma completamente não-invasiva, graças ao uso de um pequeno número de fótons quanticamente correlacionados".
Análises não-invasivas desse tipo significariam a realização de exames, para avaliação de tumores, por exemplo, sem a necessidade de biópsias.
"Nosso método poderá ser utilizado para fazer espectroscopia de ressonância magnética nuclear não-invasiva de proteínas frágeis e ácidos nucleicos. Na medicina, estas técnicas podem potencialmente ser aplicadas com o objetivo de reduzir a dose de radiação absorvida pelos pacientes," concluiu ele.
Inovação Tecnológica
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