Experimentos que poderiam mostrar que a 'quantidade' da gravidade são alcançáveis: WebCuriosos

A gravidade permeia todas as partes do nosso mundo, puxando-nos para a Terra e unindo o Sistema Solar, as galáxias e o Universo através do qual o nosso planeta desliza.

No entanto, pensar que a gravidade, uma força invisível, poderia exibir as mesmas propriedades quânticas que as partes mais minúsculas da matéria é uma das ideias mais loucas da física – e diabolicamente difícil de testar.

Agora, uma equipa de físicos da Holanda e da Alemanha afirma ter concebido as experiências que poderão revelar se a gravidade é fundamentalmente uma força quânticasuas propriedades moldadas nas menores escalas possíveis, ou um clássico um, geométrico como Einstein imaginou.

Três dos quatro forças fundamentais da natureza pode ser descrito pela mecânica quântica, mas ainda não é gravidade – o mais fraco de todos. Descobrir se a gravidade é de natureza clássica ou quântica poderia ajudar a reconciliar essas diferenças aparentes, e também pode ajude a resolver alguns dos atuais mistérios não resolvidos da gravidade.

Normalmente, a mecânica quântica está associada às menores partes do nosso mundo onde vemos efeitos quânticos mais claramente: entre partículas subatômicas como elétrons, pacotes de luz chamados fótons, átomos inteiros e até moléculas.

No entanto, teoricamente, todos os objetos – desde planetas para sistemas solares, galáxias inteirase possivelmente todo o Universo – poderia ser descrito pelas leis de mecânica quânticaexistindo como um espectro de possibilidades antes de serem observados.

No entanto, à medida que os objectos aumentam de tamanho, acumulando gravidade, tendem a perder as suas características quânticas e a errar no lado clássico – que é como os conhecemos.

Se, no entanto, massas mais pesadas com campos gravitacionais mais fortes pudessem comportar-se como uma partícula quântica, existindo em vários estados ao mesmo tempo e tornando-se emaranhadas, então seria extremamente difícil de detectar. Isso ocorre porque o emaranhado quântico, que até agora tem sido o teste ideal para a “quantidade”, é incrivelmente frágil e entra em colapso com a menor perturbação, mesmo em níveis subatômicos.

“A extrema fraqueza da interação gravitacional, em comparação com todas as outras forças, colocou-nos na amarga situação de ainda não sermos capazes de investigar a sua natureza última”, Ludovico Lami, físico matemático da Universidade de Amesterdão, e colegas escreva em seu papel.

Em experimentos anteriores que procuravam o emaranhamento quântico entre as massas e seus campos gravitacionais, o objeto mais pesado que os físicos observaram entrar em um estado emaranhado é mais de um quintilhão de vezes mais leve do que o menor massa para o qual um campo gravitacional foi detectado. Isto ainda é pequeno demais para gerar um “campo gravitacional apreciável”, disseram os cientistas. dizer.

Para contornar este impasse, Lami e colegas propuseram uma série de experiências que poderiam revelar a “quantidade” da gravidade sem gerar ou precisar de detectar qualquer emaranhamento.

Os experimentos envolveriam dois pêndulos de torção, semelhantes ao que o cientista inglês Henry Cavendish usou para primeiro meça a força da gravidade em 1797, juntamente com alguns escudos, espelhos e lasers.

Estas experiências permanecem inteiramente teóricas por enquanto, mas isso não impediu Lami e colegas de calcular os limites superiores de certos sinais experimentais para a quantumidade que a gravidade, se for clássica, não deveria ser capaz de superar.

“Analisamos cuidadosamente os requisitos experimentais necessários para implementar nossa proposta em experimentos reais”, disse Lami explica“e descobrir que, embora ainda seja necessário algum grau de progresso tecnológico, tais experiências poderão realmente estar ao nosso alcance em breve.”

No entanto, os pesquisadores fizeram algumas suposições em seus cálculos que são calorosamente debatidos. Há também outras sugestões para outros experimentos de mesa que poderia detectar a gravidade quântica.

O estudo foi publicado em Revisão Física X.