Os pesquisadores desenvolveram um método para medir a gravidade em nível microscópico, marcando um avanço significativo na compreensão da gravidade quântica. Crédito: SciTechDaily.com
Os físicos mediram com sucesso a gravidade no mundo quântico, detectando a atração gravitacional fraca em uma partícula minúscula com uma nova técnica que usa ímãs levitantes, colocando os cientistas mais perto de resolver os mistérios do universo.
Os cientistas estão um passo mais perto de desvendar as forças misteriosas do universo depois de descobrirem como medir a gravidade em nível microscópico.
Os especialistas nunca compreenderam completamente como funciona a força descoberta por Isaac Newton no minúsculo mundo quântico.
Até Einstein ficou perplexo com a gravidade quântica e, na sua teoria da relatividade geral, disse que não existe nenhuma experiência realista que possa mostrar uma versão quântica da gravidade.
Um avanço na gravidade quântica
No entanto, físicos da Universidade de Southampton, trabalhando com cientistas na Europa, detectaram agora com sucesso uma fraca atração gravitacional sobre uma partícula minúscula usando uma nova técnica.
Eles afirmam que isso poderia abrir o caminho para a descoberta da evasiva teoria da gravidade quântica.
A experiência, publicada no Avanços da Ciência Journal, usou ímãs levitantes para detectar a gravidade em partículas microscópicas – pequenas o suficiente para fazer fronteira com o reino quântico.
Impressão artística do experimento quântico. Crédito: Universidade de Southampton
Pesquisa pioneira em gravidade
O autor principal, Tim Fuchs, da Universidade de Southampton, disse que os resultados podem ajudar os especialistas a encontrar a peça que falta no quebra-cabeça da 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.
“Agora que medimos com sucesso os sinais gravitacionais na menor massa já registrada, isso significa que estamos um passo mais perto de finalmente perceber como funciona em conjunto.
“A partir daqui começaremos a reduzir a fonte usando esta técnica até chegarmos ao mundo quântico em ambos os lados.
“Ao compreender a gravidade quântica, poderíamos resolver alguns dos mistérios do nosso universo – como como ele começou, o que acontece dentro dos buracos negros ou unir todas as forças em uma grande teoria.”
As regras do reino quântico ainda não são totalmente compreendidas pela ciência – mas acredita-se que partículas e forças em escala microscópica interagem de maneira diferente dos objetos de tamanho normal.
Acadêmicos de Southampton conduziram o experimento com cientistas da Universidade de Leiden, na Holanda, e do Instituto de Fotônica e Nanotecnologias, na Itália, com financiamento da bolsa EU 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.
Ele mediu uma atração fraca, de apenas 30aN, em uma pequena partícula de 0,43mg de tamanho, levitando-a em temperaturas congelantes um centésimo de grau acima. zero absoluto – cerca de -273 graus negativos Celsius.
Expandindo os horizontes da pesquisa quântica
Os resultados abrem a porta para futuras experiências entre objetos e forças ainda menores, disse o professor de Física Hendrik Ulbricht, também da Universidade de Southampton.
Ele acrescentou: “Estamos ampliando os limites da ciência que podem levar a novas descobertas sobre a gravidade e o mundo quântico.
“Nossa nova técnica que utiliza temperaturas extremamente baixas e dispositivos para isolar a vibração da partícula provavelmente provará o caminho a seguir para medir a gravidade quântica.
“Desvendar esses mistérios nos ajudará a desvendar mais segredos sobre a própria estrutura do universo, desde as menores partículas até as maiores estruturas cósmicas.”
Referência: “Medindo a gravidade com miligramas de massas levitadas” por Tim M. Fuchs, Dennis G. Uitenbroek, Jaimy Plugge, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Vinante, Hendrik Ulbricht e Tjerk H. Oosterkamp, 23 de fevereiro de 2024 , Avanços da Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.adk2949
