Experimentos de interferência quântica com grandes moléculas

A dualidade onda-partícula é frequentemente o primeiro tópico que os estudantes encontram na física quântica elementar. Embora esse fenômeno tenha sido demonstrado com fótons, elétrons, nêutrons e átomos, o caráter quântico dual do famoso experimento da dupla fenda pode ser melhor explicado com os maiores e mais clássicos objetos, que atualmente são as moléculas de fullereno. As gaiolas de carbono C60 em forma de bola de futebol são objetos grandes, maciços e atraentes para os quais é claro que devem se comportar como partículas em circunstâncias comuns. Apresentamos os resultados de um experimento de difração multissentido com tais objetos para demonstrar sua natureza ondulatória. O experimento serve como base para uma discussão de vários conceitos quânticos, como coerência, aleatoriedade, complementaridade e dualidade onda-partícula. Em particular, o efeito da coerência longitudinal (espectral) pode ser demonstrado por uma comparação direta dos interferogramas obtidos com um feixe térmico e um feixe selecionado por velocidade, em estreita analogia com os habituais experimentos de duas fendas usando luz.