Físicos encontraram uma maneira de desencadear o estranho brilho da aceleração da velocidade de dobra

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Cada vez que você dá um passo, o próprio espaço brilha com um calor suave.

Chamou o Efeito Fulling–Davies–Unruh (ou às vezes apenas efeito Unruh se você for pressionado pelo tempo), esse brilho misterioso de radiação emergindo do vácuo é semelhante ao misterioso Radiação Hawking que é pensado para cercar buracos negros.

Só que neste caso, é o produto da aceleração e não da gravidade.

Não pode sentir isso? Há uma boa razão para isso. Você precisaria se mover a uma velocidade impossível para sentir até mesmo o mais fraco dos raios Unruh.

Por enquanto, o efeito continua sendo um fenômeno puramente teórico, muito além de nossa capacidade de medir. Mas isso pode mudar em breve, após uma descoberta de pesquisadores da Universidade de Waterloo, no Canadá, e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT).

Voltando ao básico, eles demonstraram que pode haver uma maneira de estimular o efeito Unruh para que possa ser estudado diretamente sob condições menos extremas.

Em uma reviravolta inesperada, eles também podem ter descoberto o segredo para tornar a matéria invisível.

O verdadeiro prêmio, no entanto, seria abrir novos caminhos em experimentos que visam unir duas teorias poderosas, mas incompatíveis da física – uma que descreve como as partículas se comportam, a outra abrange a curva do espaço e do tempo.

“A teoria da relatividade geral e a teoria da mecânica quântica ainda estão um pouco em desacordo, mas tem que haver uma teoria unificadora que descreva como as coisas funcionam no Universo”, diz matemático Achim Kempf da Universidade de Waterloo.

“Estamos procurando uma maneira de unir essas duas grandes teorias, e esse trabalho está ajudando a nos aproximar, abrindo oportunidades para testar novas teorias contra experimentos”.

O efeito Unruh fica bem no limite das leis quânticas e da relatividade geral.

De acordo com a física quântica, um átomo sentado sozinho no vácuo precisaria esperar que um fóton de entrada se propagasse através do campo eletromagnético e desse uma sacudida em seus elétrons antes que pudesse se considerar iluminado.

Se considerarmos a relatividade, há uma maneira de trapacear. Simplesmente acelerando, um átomo poderia experimentar a menor das oscilações no campo eletromagnético circundante como fótons de baixa energia, transformados por uma espécie de efeito Doppler.

Essa interação entre a experiência relativa das ondas em um campo quântico e o movimento dos elétrons de um átomo depende de um tempo compartilhado em suas frequências. Quaisquer efeitos quânticos que não dependam do tempo são geralmente ignorados, dado que no papel eles tendem a se equilibrar a longo prazo.

Juntamente com os colegas Vivishek Sudhir e Barbara Soda, Kempf mostrou que quando um átomo é acelerado, essas condições geralmente insignificantes se tornam muito mais significativas e podem realmente assumir efeitos dominantes.

Ao fazer cócegas em um átomo da maneira certa, como usando um poderoso laser, eles mostraram que é possível usar essas interações alternativas para fazer com que os átomos em movimento experimentem o efeito Unruh sem a necessidade de grandes acelerações.

Como bônus, a equipe também descobriu que, dada a trajetória correta, um átomo em aceleração pode se tornar transparente à luz recebida, suprimindo efetivamente sua capacidade de absorver ou emitir certos fótons.

Aplicações de ficção científica à parte, identificando maneiras de influenciar a capacidade de um átomo em aceleração de se envolver com ondulações no vácuo, é possível que possamos encontrar novas maneiras de descobrir onde a física quântica e a relatividade geral dão lugar a uma nova estrutura teórica .

“Por mais de 40 anos, os experimentos foram prejudicados pela incapacidade de explorar a interface da mecânica quântica e da gravidade”, diz Sudhir, um físico do MIT.

“Temos aqui uma opção viável para explorar essa interface em um ambiente de laboratório. Se conseguirmos descobrir algumas dessas grandes questões, isso pode mudar tudo.”

Esta pesquisa foi publicada em Cartas de Revisão Física.



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