Lembra do microscópio quântico criado por cientistas para “ver o impossível“? O imenso salto científico dado por pesquisadores da Universidade de Queensland, na Austrália, aconteceu graças a uma mente brasileira. A cientista Catxere Casacio foi quem desenvolveu o objeto de aplicação em biotecnologia durante seu projeto de doutorado. Com o microscópio, é possível enxergar estruturas biológicas impossíveis de serem vistas de outra forma.

A doutora Catxere se graduou em física na Universidade de São Paulo (USP). Em seguida, estudou engenharia óptica no Institut d’Optique, França, e fez mestrado pela ParisTech, com tese na Universidade Pierre et Marie Curie, em Paris. O currículo também inclui parcerias com nomes como Katiuscia Cassemiro, na Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e depois com José Ramos na Universidade de La Laguna, Ilhas Canárias, Espanha.

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Foi depois que ela chegou à Universidade de Queensland. Mas a ideia já vinha do mestrado de Catxere Casacio, sob orientação dos professores Claude Fabre e Nicolas Treps. Lá, ela aprendeu a manipular a luz a nível quântico, usando a técnica de “squeezing” de fótons, ou estados comprimidos da luz. O procedimento é recente, experimentalmente medido apenas na década de 1980. Ele permite reduzir o ruído da luz.

“Eu pensei que essa técnica era muito importante (e mesmo extraordinária) para ficar só no meio acadêmico. Eu queria ampliar os horizontes dessa técnica para a medicina. Meus pais são médicos, então eu sempre tive interesse também nessa área. Assim, quando apliquei para meu doutorado, busquei laboratórios de física quântica ao redor do mundo que estavam querendo aplicar essa técnica em biomedicina”, contou, em entrevista exclusiva ao Olhar Digital.

Na Austrália, ela encontrou o laboratório de ótica quântica, dirigido pelo professor Warwick Bowen, e o Centro de Excelência para Sistemas Quânticos Projetados (EQUS), dirigido pelo professor Andrew White. Já havia uma proposta para fazer um microscópio Raman, utilizado comercialmente em biomedicina, arqueologia, mineração e até em expedições espaciais. Esse modelo usaria estados comprimidos da luz, o que levou Catxere a iniciar o trabalho do zero.

“Esse projeto começou no início do meu doutorado, em janeiro de 2016. Obtive os primeiros resultados em janeiro de 2020. O projeto também ficou completamente estacionário durante os seis meses de minha licença maternidade no início de 2019. Tivemos que comprar as fontes laser e todas as peças ópticas (espelhos, objetivas, polarizadores, retardadores de ondas e uma infinidade de outras peças”, comentou a cientista.

O microscópio feito por Catxere Casacio na Universidade de Queensland tem sensor baseado em emaranhamento quântico. Imagem: Universidade de Queensland

Durante o PhD, a brasileira desenvolveu uma forma de produzir os estados comprimidos de maneira compatível com o microscópio Raman, algo que, segundo ela “não é um processo trivial”. Foi necessário também elaborar um detector de luz, similar a uma câmera, para capturar a luz contendo a informação quântica sobre a amostra. Esses detectores capazes de trabalhar com alta potência luminosa não existem no mercado. Catxere o fez em parceria com Boris Hage e Kai Barnscheidt, da Universidade de Rostock, Alemanha.

“Essa foi a primeira vez que alguém colocou luz quântica num microscópio e fez imagens com ele. Então, a ideia do meu trabalho era mesmo provar que, a princípio, isso é possível. E tendo provado que é, abro também uma porta para que essa técnica possa ser usada em outros microscópios (não só Raman), e em outras áreas que se use a luz também”, destacou a cientista brasileira.

Como a técnica é bastante nova, a doutora Caxtere Casacio explicou, por fim, que ela só será comercialmente factível quando sistemas quânticos do gênero couberem em uma caixa. Até lá, ela deixa a sugestão para os novos físicos e engenheiros da área.

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