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

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.

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