É possível “ver” grávitons? Entenda experimento com partículas

Um grupo de pesquisadores propôs um experimento pioneiro que poderia permitir a visualização direta da gravidade, ou mais especificamente, da partícula hipotética conhecida como “gráviton”, pela primeira vez.

De acordo com o Ciência IFLo experimento, descrito pelo professor de física Igor Pikovski, do Stevens Institute of Technology, utiliza um ressonador acústico e técnicas de detecção de estado de energia conhecidas como “sensor quântico”.

Esta abordagem pode representar um grande avanço na compreensão da natureza fundamental da gravidade, que historicamente tem sido um desafio para os físicos quantizarem ao nível das partículas.

• Tentativa de quantização da gravidade: Ao contrário de outras forças fundamentais, a gravidade ainda não foi quantizada, o que significa que não podemos observar os seus efeitos ao nível de partículas muito pequenas, como podemos com forças como a nuclear forte e fraca.

• Método experimental: O experimento proposto usa um cilindro sólido de alumínio resfriado ao seu estado quântico mais baixo. A passagem das ondas gravitacionais deveria distorcer o cilindro, permitindo medições das vibrações que indicariam mudanças mínimas na energia à medida que os grávitons são absorvidos.

• Desafios tecnológicos: Embora a experiência seja promissora, a tecnologia atual ainda não atingiu a sensibilidade necessária para detectar estas mudanças ao nível de massa necessário. No entanto, rápidos avanços tecnológicos e novas ideias estão a ser desenvolvidas para facilitar esta detecção.

Explorando o gráviton

O conceito de gráviton surge da analogia com outras partículas conhecidas que medeiam forças fundamentais, como os glúons para a força forte e os bósons W e Z para a força fraca. Embora ainda não tenhamos observado grávitons, os físicos sugerem que, se existissem, seriam provavelmente partículas sem massa, dado que as ondas gravitacionais se propagam à velocidade da luz.

Os detectores de ondas gravitacionais já confirmaram a existência destas ondas, mas a captura de grávitons individuais provou ser muito mais complicada.

O experimento proposto por Pikovski é inspirado no efeito fotoelétrico, fundamental para o desenvolvimento da teoria quântica da luz de Albert Einstein. Neste caso, as ondas gravitacionais substituiriam as ondas eletromagnéticas, sendo a energia trocada entre o material e as ondas apenas em passos discretos.

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Germain Tobar, estudante de pós-graduação da Universidade de Estocolmo envolvido no estudo, explica que a observação dos “saltos quânticos” no material pode indicar a absorção de um gráviton, referindo-se a isso como “efeito gravio-fonônico”.

Apesar dos desafios, a equipe está otimista de que, com o progresso tecnológico, em breve poderemos encontrar, ou pelo menos impor limitações mais precisas, à busca do gráviton, desvendando mais um mistério do universo.