Immanuel Bloch: o homem que construiu cristais de luz

Imagine uma caixa de ovos feita de raios laser, resfriada a alguns bilionésimos de grau acima do zero absoluto, com um único átomo repousando em cada cavidade. Essa caixa de ovos é o instrumento de laboratório de Immanuel Bloch, e com ela os físicos constroem, átomo por átomo, modelos de materiais que nenhum computador na Terra consegue calcular. Em 1º de outubro de 2026, a Fundação Wolf o nomeou laureado em Física «por conquistas pioneiras, com amplas aplicações, no controle de sistemas atômicos ultrafrios», prêmio que divide com Jun Ye.

Uma aldeia alemã e uma caixa de eletrônicos

Bloch nasceu em 16 de novembro de 1972 em Fulda, na então Alemanha Ocidental, e cresceu numa pequena aldeia. O pai era químico e a mãe, professora. Quando menino, atraíam-no os computadores e a eletrônica antes da física. Estudou na Universidade de Bonn, formando-se em 1995, com uma temporada de pesquisa em Stanford, e doutorou-se em 2000 na Universidade Ludwig Maximilian de Munique, sob orientação de Theodor Hänsch, que ganharia o Prêmio Nobel de Física em 2005. A tese tratava de lasers de átomos e da coerência de fase dos condensados de Bose-Einstein, nuvens de átomos tão frias que se comportam como uma única onda.

Do superfluido ao isolante

Aos trinta e um anos tornou-se professor na Universidade de Mainz, e já havia ajudado a publicar, em 2002 em Munique, um experimento que mudou a área. Átomos aprisionados numa rede de luz fluíam livremente quando mal interagiam, um estado chamado superfluido. Quando a rede era reforçada, os átomos travavam de repente no lugar, um por sítio, como carros num congestionamento. É a transição de superfluido para isolante de Mott, e vê-la com átomos controláveis foi a primeira simulação quântica de verdade. Mostrou que um gás de átomos podia fazer o papel dos elétrons num sólido, com os botões nas mãos do experimentador.

Desde 2008 ou 2009, dirige uma divisão do Instituto Max Planck de Óptica Quântica em Garching, perto de Munique, e ocupa uma cátedra na universidade. Lidera nove grupos de pesquisa e é porta-voz do Munich Center for Quantum Science and Technology.

Vendo um único átomo

Seu grupo desenvolveu depois microscópios de gás quântico que fotografam átomos individuais numa rede e permitem que os físicos os movam um a um. Com eles, a equipe estudou a localização de muitos corpos, os isolantes de Mott fermiônicos e as moléculas polares ultrafrias. Ele descreve a física de muitos corpos assim: é como uma orquestra em que cada um toca uma nota diferente. Sua própria explicação para a motivação é simples: a vontade de tentar algo novo que ninguém havia feito antes e, como disse certa vez, seguir seu entusiasmo.

As honrarias

A Medalha Otto Hahn em 2002, o Prêmio Leibniz em 2004, o Prêmio de Eletrônica Quântica da Sociedade Europeia de Física em 2011, o Prêmio Körber de Ciência Europeia em 2013, o Prêmio Harvey do Technion, em Israel, em 2015 e a Medalha Stern-Gerlach em 2024 levaram ao Prêmio Wolf. O prêmio vale cem mil dólares e inclui uma cerimônia no Knesset em junho de 2027.

Por que Immanuel Bloch é chamado de gênio

Bloch transformou a vagueza da teoria quântica em equipamento. Antes dele, a física de muitas partículas em interação era um problema em que os computadores clássicos engasgavam; depois dele, é um problema que se pode montar numa câmara de vácuo e observar. Ele não inventou as leis da mecânica quântica, mas construiu o palco em que elas podem ser encenadas, e uma geração inteira de físicos aprende hoje o ofício nele.