Nova pesquisa publicada em Nature Physics demonstra o efeito Aharonov-Bohm em uma simulação quântica de uma teoria de gauge de grade usando um computador quântico híbrido de íons presos.

Como funciona a simulação

A teoria de gauge descreve como a matéria interage através de campos de gauge, que transportam forças como a eletromagnética, fraca e forte. Esses campos formam a base do Modelo Estándar da física de partículas. Em teorias de gauge de grade, o espaço é modelado como uma grade com a matéria nos vértices e os campos de gauge nas conexões entre eles.

Os simuladores quânticos oferecem uma maneira de estudar essas teorias. No entanto, a maioria das simulações quânticas da versão mais simples - a teoria de gauge de grade Z₂ - tem sido limitada a uma dimensão espacial, onde os efeitos relacionados ao fluxo magnético não podem aparecer.

Para resolver esse problema, pesquisadores da Universidade de Oxford usaram íons presos para simular uma teoria de gauge de grade Z₂ em um loop quase bidimensional. Os íons presos desempenham um duplo papel. Seus estados eletrônicos codificam os campos de gauge e suas vibrações codificam a matéria.