Descobrindo a gravidade quântica – Cientistas decifram o código cósmico que intrigou Einstein

Os físicos mediram com sucesso a gravidade no mundo quântico, descobrindo a fraca atração gravitacional sobre uma pequena partícula usando uma nova técnica que utiliza ímãs suspensos, aproximando os cientistas da solução dos mistérios do universo.

Os cientistas estão um passo mais perto de desvendar as forças misteriosas do universo depois de descobrirem como medir a gravidade no nível microscópico.

Os especialistas nunca compreenderam completamente como a força descoberta por Isaac Newton funciona no minúsculo reino quântico.

Até Einstein ficou intrigado com a gravidade quântica e disse na sua teoria da relatividade geral que nenhuma experiência realista poderia mostrar uma versão quântica da gravidade.

Um avanço na gravidade quântica

No entanto, físicos da Universidade de Southampton, trabalhando com cientistas na Europa, conseguiram detectar uma força de atração fraca numa pequena partícula utilizando uma nova técnica.

Eles afirmam que isso poderia abrir caminho para a descoberta da evasiva teoria da gravidade quântica.

Experiência publicada em Avanço da ciência revista, usou ímãs de alta potência para detectar a gravidade em partículas microscópicas – pequenas o suficiente para desafiar o reino quântico.

Impressão artística do experimento quântico. Crédito: Universidade de Southampton

Pesquisa pioneira em gravidade

O autor principal, Tim Fox, da Universidade de Southampton, disse que as descobertas podem ajudar os especialistas a encontrar a peça que falta no quebra-cabeça em nossa imagem da realidade.

Ele acrescentou: “Durante um século, os cientistas tentaram e não conseguiram compreender como a gravidade e a mecânica quântica funcionam juntas.

“Conseguimos agora medir sinais gravitacionais com a menor massa alguma vez registada, o que significa que estamos um passo mais perto de compreender como a gravidade funciona em conjunto.

“A partir daqui começaremos a reduzir o tamanho da fonte usando esta técnica até chegarmos ao mundo quântico em ambos os lados.

“Ao compreender a gravidade quântica, podemos resolver alguns dos mistérios do nosso universo – como como ele começou, o que acontece dentro dos buracos negros ou unificar todas as forças em uma grande teoria.”

As regras do mundo quântico ainda não são totalmente compreendidas pela ciência, mas acredita-se que partículas e forças no nível microscópico interajam de maneira diferente do que com objetos de tamanho normal.

Acadêmicos de Southampton conduziram o experimento com cientistas da Universidade de Leiden, na Holanda, e do Instituto de Fotônica e Nanotecnologia, na Itália, financiado por uma bolsa da UE Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

O estudo utilizou uma configuração sofisticada envolvendo dispositivos supercondutores, conhecidos como armadilhas, com campos magnéticos, detectores sensíveis e isolamento avançado de vibração.

Uma força de tração fraca, de apenas 30 amperes, foi medida em uma partícula tão pequena quanto 0,43 mg, mantendo-a em temperaturas de congelamento até um centésimo de grau acima. Zero absoluto – Cerca de -273 graus Celsius.

Expandindo os horizontes da pesquisa quântica

O professor de física Hendrik Ulbricht, também da Universidade de Southampton, disse que os resultados abrem portas para futuros experimentos entre objetos e forças menores.

Ele acrescentou: “Estamos ampliando os limites da ciência que podem levar a novas descobertas sobre a gravidade e o mundo quântico.

“Nossa nova tecnologia que usa temperaturas criogênicas e dispositivos para isolar a vibração das partículas provavelmente provará o caminho a seguir para medir a gravidade quântica.

“Desvendar esses mistérios nos ajudará a descobrir mais segredos sobre a estrutura do universo, desde as menores partículas até as maiores estruturas cósmicas.”

Referência: “Medindo a Gravidade com Massas Elevadas em Miligramas” por Tim M. Fox e Dennis J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht e Tjerk H. Osterkamp, ​​​​23 de fevereiro de 2024, Avanço da ciência.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949