Nossa atração física por corpos quentes é real, de acordo com os físicos da UC Berkeley.

Para ser claro, eles não estão falando sobre atração sexual por um corpo humano "quente".

Mas os pesquisadores mostraram que um objeto brilhante realmente atrai átomos, ao contrário do que a maioria das pessoas - físicos incluídos - poderia adivinhar.

O pequeno efeito é muito parecido com o efeito que um laser tem sobre um átomo em um dispositivo chamado pinça óptica, que são usados ​​para capturar e estudar átomos, uma descoberta que levou ao Prêmio Nobel de Física de 1997, compartilhado pelo ex-professor da UC Berkeley, Steven Chu, agora em Stanford, Claude Cohen-Tannoudji e William D. Phillips.

Até três anos atrás, quando um grupo de físicos austríacos previu isso, ninguém pensou que luz regular, ou mesmo apenas o calor emitido por um objeto quente - o brilho infravermelho que você vê ao olhar através de óculos de visão noturna - pode afetar os átomos da mesma maneira.

Físicos da UC Berkeley, que são especialistas em medir forças minutos usando interferometria atômica, projetou um experimento para verificar. Quando eles mediram a força exercida pela chamada radiação de corpo negro de um cilindro de tungstênio quente em um átomo de césio, a previsão foi confirmada.

A atração é na verdade 20 vezes a atração gravitacional entre os dois objetos, mas, uma vez que a gravidade é a mais fraca de todas as forças, o efeito sobre os átomos de césio - ou qualquer átomo, molécula ou objeto maior - geralmente é muito pequeno para se preocupar.

“É difícil encontrar um cenário onde essa força se destaque, "disse a co-autora Victoria Xu, um estudante de pós-graduação no departamento de física da UC Berkeley. "Não está claro se tem um efeito significativo em qualquer lugar. Ainda."

À medida que as medições de gravidade se tornam mais precisas, no entanto, efeitos tão pequenos precisam ser levados em consideração. A próxima geração de experimentos para detectar ondas gravitacionais do espaço pode usar interferômetros de átomo de laboratório em vez dos interferômetros de quilômetros de comprimento agora em operação. Os interferômetros geralmente combinam duas ondas de luz para detectar pequenas mudanças na distância que viajaram; interferômetros atômicos combinam duas ondas de matéria para detectar pequenas mudanças no campo gravitacional que experimentaram.

Para uma navegação inercial muito precisa usando interferômetros atômicos, essa força também teria que ser levada em consideração.

"Esta atração do corpo negro tem um impacto onde as forças são medidas com precisão, incluindo medições de precisão de constantes fundamentais, testes de relatividade geral, medições de gravidade e assim por diante, "disse o autor sênior Holger Müller, um professor associado de física. Xu, Müller e seus colegas da UC Berkeley publicaram seu estudo na edição de dezembro da revista Física da Natureza .

Pinças ópticas

As pinças ópticas funcionam porque a luz é uma superposição de campos magnéticos e elétricos - uma onda eletromagnética. O campo elétrico em um feixe de luz faz com que as partículas carregadas se movam. Em um átomo ou uma pequena esfera, isso pode separar cargas positivas, como o núcleo, de cargas negativas, como os elétrons. Isso cria um dipolo, permitindo que o átomo ou a esfera atuem como uma minúscula barra magnética.

O campo elétrico na onda de luz pode, então, mover este dipolo elétrico induzido ao redor, da mesma forma que você pode usar um ímã de barra para empurrar um pedaço de ferro.

Usando mais de um feixe de laser, os cientistas podem levitar um átomo ou conta para realizar experimentos.

Com fraco, luz incoerente, como a radiação de corpo negro de um objeto quente, o efeito é muito mais fraco, mas ainda está lá, A equipe de Müller encontrou.

Eles mediram o efeito colocando um gás diluído de átomos de césio frios - resfriados a três milionésimos de grau acima do zero absoluto (300 nanoKelvin) - em uma câmara de vácuo e lançando-os para cima com um rápido pulso de luz laser.

Metade recebe um impulso extra em direção a um cilindro de tungstênio com uma polegada de comprimento brilhando a 185 graus Celsius (365 graus Fahrenheit), enquanto a outra metade permanece sem chute. Quando os dois grupos de átomos de césio caem e se encontram novamente, suas ondas de matéria interferem, permitindo aos pesquisadores medir a mudança de fase causada pela interação tungstênio-césio, e assim calcular a força atrativa da radiação do corpo negro.

"As pessoas pensam que a radiação de corpo negro é um conceito clássico da física - foi um catalisador para o início da revolução da mecânica quântica 100 anos atrás - mas ainda há coisas legais para aprender sobre isso, "Xu disse.