O interferômetro de átomo. Crédito:Imperial College London
Um experimento para testar uma teoria popular da energia escura não encontrou evidências de novas forças, colocando fortes restrições nas teorias relacionadas.
Energia escura é o nome dado a uma força desconhecida que está fazendo com que o universo se expanda em um ritmo acelerado.
Alguns físicos propõem que a energia escura é uma 'quinta' força que atua na matéria, além dos quatro já conhecidos - gravitacionais, eletromagnético, e as forças nucleares fortes e fracas.
Contudo, pesquisadores acham que esta quinta força pode ser 'rastreada' ou 'escondida' por objetos grandes como planetas ou pesos na Terra, dificultando a detecção.
Agora, pesquisadores do Imperial College London e da University of Nottingham testaram a possibilidade de que esta quinta força esteja agindo sobre átomos individuais, e não encontraram evidências disso em seu experimento mais recente.
Isso poderia descartar teorias populares de energia escura que modificam a teoria da gravidade, e deixa menos lugares para procurar a evasiva quinta força.
O experimento, realizado no Imperial College London e analisado por teóricos da Universidade de Nottingham, é relatado hoje em Cartas de revisão física .
Professor Ed Copeland, do Centro de Astronomia e Física de Partículas da Universidade de Nottingham, disse:"Este experimento, conectando física atômica e cosmologia, nos permitiu descartar uma ampla classe de modelos que foram propostos para explicar a natureza da energia escura, e nos permitirá restringir muitos mais modelos de energia escura. "'
O experimento testou teorias de energia escura que propõem que a quinta força é comparativamente mais fraca quando há mais matéria ao redor - o oposto de como a gravidade se comporta.
Isso significaria que é forte em um vácuo como o espaço, mas é fraco quando há muita matéria ao redor. Portanto, experimentos usando dois pesos grandes significariam que a força se tornaria muito fraca para ser medida.
Em vez disso, os pesquisadores testaram um peso maior com um peso incrivelmente pequeno - um único átomo - onde a força deveria ter sido observada, caso existisse.
A equipe usou um interferômetro de átomo para testar se havia alguma força extra que poderia ser a quinta força agindo em um átomo. Uma esfera de metal do tamanho de um mármore foi colocada em uma câmara de vácuo e os átomos puderam cair livremente dentro da câmara.
A teoria é, se houver uma quinta força agindo entre a esfera e o átomo, o caminho do átomo se desviará ligeiramente conforme ele passa pela esfera, causando uma mudança no caminho do átomo em queda. Contudo, nenhuma tal força foi encontrada.
Professor Ed Hinds, do Departamento de Física do Imperial, disse:"É muito emocionante ser capaz de descobrir algo sobre a evolução do universo usando um experimento de mesa em um porão de Londres."