Pesquisa apresenta plano para detectar a partícula de gravidade

Durante mais de um século, os grávitons, partículas hipotéticas que transportam a força da gravidade, escaparam à atenção dos cientistas. No entanto, um novo estudo liderado por investigadores na Suécia propõe uma experiência inovadora que poderia, teoricamente, detectar estes objetos quânticos indescritíveis.

Assim como os fótons são as partículas que transportam a força no campo eletromagnético, os grávitons seriam as partículas responsáveis ​​pela transmissão da força gravitacional. No entanto, devido à sua interacção extremamente fraca, nunca foram detectados, e muitos físicos acreditam que esta tarefa é quase impossível.

Contrariando este cepticismo, a equipa da Universidade de Estocolmo detalhou uma experiência que poderia medir o chamado “efeito gravio-fonónico” e, pela primeira vez, capturar grávitons individuais. A pesquisa foi publicada na revista Comunicações da Natureza.

A tecnologia necessária ainda é inexistente

Embora simples, a ideia é ambiciosa: resfriar uma barra de alumínio de 1.800 kg a uma temperatura extremamente próxima do zero absoluto, conectá-la a sensores quânticos ultrassensíveis e esperar que ondas gravitacionais passem por ela.

Quando essas ondas gravitacionais interagissem com a barra, causariam pequenas vibrações que os sensores detectariam como uma série de saltos quânticos entre diferentes níveis de energia. Cada um desses saltos marcaria a detecção de um único gráviton.

Para garantir a autenticidade dos sinais detectados, os dados seriam cruzados com os do LIGO (sigla em inglês para Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory), para eliminar a possibilidade de interferência de fundo. Porém, há um desafio: os sensores quânticos necessários para esta detecção ainda não foram desenvolvidos. Apesar disso, os pesquisadores estão confiantes de que a tecnologia necessária poderá ser criada num futuro próximo.

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A detecção da partícula gravitacional representa um grande avanço na física quântica

“Temos certeza de que esse experimento funcionaria”, afirma Thomas Beitel, físico teórico e um dos autores do estudo, em comunicado. declaração. Ele ressalta que a possibilidade de detecção de grávitons deve incentivar o avanço na tecnologia de detecção quântica. “Com um pouco de sorte, em breve poderemos capturar grávitons individuais.”

A gravidade, uma das quatro forças fundamentais da física, continua a ser a mais enigmática, apesar de ser a mais presente no nosso quotidiano. Enquanto outras forças já possuem suas partículas associadas, como os fótons no eletromagnetismo, a gravidade carece da detecção de seu hipotético gráviton, o que dificulta sua integração com o Modelo Padrão da teoria quântica.

O experimento proposto pode ser inspirado no trabalho pioneiro de José Weberque, na década de 1960, tentou detectar ondas gravitacionais usando cilindros de alumínio. Embora Weber afirmasse ter feito uma descoberta em 1969, os seus resultados não foram replicados e as ondas gravitacionais só foram confirmadas décadas depois, em 2015, pelo LIGO.

Agora, com uma atualização tecnológica que inclui resfriamento criogênico e proteção contra ruído, o experimento pode finalmente capturar grávitons. As ondas gravitacionais geradas por colisões de estrelas de nêutrons, dentro do alcance de detecção do LIGO, são vistas como as candidatas mais promissoras. Estima-se que, a cada evento, um undecilhão de grávitons passe pelo alumínio, mas apenas uma fração seria absorvida.

Embora os sensores quânticos ainda estejam em desenvolvimento, a equipe de pesquisa está otimista. “Saltos quânticos foram observados recentemente em materiais, mas ainda não nas massas de que necessitamos”, comenta Germain Tobar, coautor do estudo. “Mas a tecnologia necessária está cada vez mais próxima.”