Cientistas mais perto de encontrar a teoria da gravidade quântica depois de medir a gravidade em nível microscópico
Impressão artística do experimento quântico. Crédito:Universidade de Southampton 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 entenderam completamente como a força descoberta por Isaac Newton funciona 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.
Mas agora, físicos da Universidade de Southampton, trabalhando com cientistas na Europa, detectaram com sucesso uma fraca atração gravitacional sobre uma partícula minúscula, utilizando uma nova técnica.
Eles afirmam que isso poderia abrir o caminho para encontrar a evasiva teoria da gravidade quântica.
O experimento, publicado em Science Advances , usaram ímãs levitantes para detectar a gravidade em partículas microscópicas – pequenas o suficiente para fazer fronteira com o reino quântico.
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 entender 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.
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 do zero absoluto – cerca de –273 graus Celsius.
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.”
Mais informações: Tim Fuchs et al, Medindo a gravidade com massas levitadas em miligramas, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk2949. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk2949 Informações do diário: Avanços da ciência
