Como usar física quântica para monitorar o coração de fetos – sem tocar neles

Máquina criada na Dinamarca usa a absorção da luz por átomos de césio para detectar campo magnético gerado pelos batimentos cardíacos do bebê. Assim, dá para saber se ele tem arritmia antes do parto.

Você já pensou o quão conveniente seria se pudéssemos detectar problemas como a arritmia (que afeta cerca de 1% e 2% dos bebês) antes do parto? Agora isso é possível: com uma mãozinha da fí­sica quântica, pesquisadores da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, criaram uma “engenhoca” chamada magnetocardiograma, que monitora e detecta os batimentos de longe, sem encostar na barriga da gestante. 

A operação do corpo humano é essencialmente elétrica. Através de uma complexa rede de cabos, formada pelos neurônios e os axônios, nosso cérebro envia estímulos aos nossos músculos, os impulsos elétricos. Por meios dessas correntes elétricas que se torna possível o movimento dos nossos braços, das pernas e assim por diante. Estes são os movimentos voluntários do nosso corpo. 

Alguns movimentos, entretanto, são involuntários, como o batimento cardíaco, no qual o cérebro manda pulsos elétricos periódicos ao órgão. E ainda bem que são involuntários, né?  

O exame que monitora os batimentos cardíacos, traduzindo-os em um gráfico com uma linha que sobe e desce, o eletrocardiograma, funciona justamente porque ele lê e representa esses pulsos elétricos. Quando eles param, é porque o coração parou também.

Mas o eletrocardiograma só funciona quando os eletrodos da máquina que faz o exame estão conectados diretamente ao corpo do paciente, sendo  inacessível quando trata-se de um corpo que está dentro de outro corpo, como no caso do bebê, que está no corpo da mãe.  

 

A máquina criada pelos pesquisadores – magnetocardiograma – funciona graças ao magnetismo: toda corrente elétrica gera um campo magnético, então – as correntes elétricas que atravessam nosso corpo constantemente também geram campos magnéticos discretos.

A intensidade dos campos gerados por um coração não é suficiente para mover o ponteiro de uma bússola, por exemplo. Mas há algumas coisas que são bem mais sensíveis, como o vapor de césio, o elemento 55 da tabela periódica.

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Átomos de césio, quando estão sob influência de um campo magnético – por mais sutil que seja – absorvem e emitem luz de maneira diferente. Isso significa que eles respondem à  atividade elétrica no corpo do feto à distância.  

Na prática, o vapor de césio fica confinado em um tubo de vidro de alguns milí­metros, selado a vácuo. Na sequência,­ ele é exposto a lasers, em um processo chamado “pump and probe”.

O fí­sico teórico Gabriel Landi, do Instituto de Fí­sica da USP explicou o processo: “Primeiro, eles usam lasers com polarização circular para excitar os átomos de césio. Esse é o pump, e serve para causar uma perturbação no sistema. Logo em seguida eles mandam um outro pulso de laser (o probe), agora linearmente polarizado. O probe mede a resposta do sistema ao pump.”

Na prática, o vapor de césio fica confinado em um tubo de vidro de alguns milí­metros, selado a vácuo. Na sequência,­ ele é exposto à lasers, em um processo chamado “pump and probe”.

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Com informações Revista Superinteressante 


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