O princípio de equivalência fraca (WEP) é um aspecto chave da física clássica. Afirma que quando as partículas estão em queda livre, as trajetórias que seguem são totalmente independentes de suas massas. Contudo, ainda não está claro se essa propriedade também se aplica ao campo mais complexo da mecânica quântica. Em nova pesquisa publicada em EPJ C , James Quach da Universidade de Adelaide, Austrália, prova teoricamente que o WEP pode ser violado por partículas quânticas em ondas gravitacionais - as ondulações no espaço-tempo causadas por eventos colossais, como a fusão de buracos negros.

Além de resolver um debate de longa data na teoria quântica, As descobertas da Quach podem levar ao desenvolvimento de novos materiais avançados, incluindo fluidos com condutividade infinita e viscosidade zero. Eles podem ser usados ​​como detectores de ondas gravitacionais avançados e podem até levar a dispositivos que podem espelhar as ondas gravitacionais e coletar sua energia. Quach baseou sua abordagem em um princípio denominado 'informação de Fisher' - uma maneira de medir quanta informação uma variável aleatória observável carrega sobre um determinado parâmetro desconhecido. Aqui, a variável aleatória descreve a posição de uma partícula quântica em um campo gravitacional, enquanto o parâmetro desconhecido é sua massa. Se o WEP fosse obedecido, a informação de Fisher deve ser zero neste caso.

Por meio de seus cálculos, Quach reescreveu uma equação que descreve o WEP para partículas quânticas que caem livremente, para incorporar suas informações Fisher. Ele mostrou que, embora essas partículas obedeçam ao WEP em campos gravitacionais estáticos, suas trajetórias podem de fato fornecer informações sobre sua massa quando passam por ondas gravitacionais. Pela primeira vez, o cálculo caracteriza com precisão como o WEP pode ser violado por partículas quânticas, e fornece informações importantes para estudos futuros em busca da violação por meio de experimentos reais.