Novo estudo revela a natureza quântica da gravidade; entenda

Em um artigo recente publicado na revista Physical Review X, pesquisadores das universidades de Amsterdã e Ulm abordam uma questão que vem se tornando um tabu para os físicos até agora: a verdadeira natureza da gravidade. Embora seja a força mais fraca da natureza, e a mais onipresente em nossas vidas, ela "é também a mais cruel", diz o estudo.

Isso porque, embora a curiosidade para entendê-la tenha gerado "muitas das maiores realizações do pensamento humano", a gravidade possui um caráter esquivo, quando se trata de testá-la. Isso faz com que a ciência continue sem saber se essa força fraca é um campo clássico ou quântico, ou até mesmo uma entidade da qual não tenhamos nenhuma ideia.

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Ciente das dificuldades enfrentadas até agora pelos teóricos para testar suas propostas experimentais, a equipe liderada pelo físico matemático Ludovico Lami, da Universidade de Amsterdã, propôs uma nova abordagem para a questão proposta por Richard Feynman em 1957: o campo gravitacional de um objeto massivo pode entrar numa superposição quântica?

Como realizar um emaranhamento induzido por gravidade?

Em um emaranhamento gravitacionalmente induzido, a gravidade substituiria a luz.Fonte:  Getty Images 

A questão da superposição quântica, proposta pelo notável físico teórico americano, implicaria que o objeto pudesse estar em vários estados ao mesmo tempo, explica Lami. Nesse caso, o teste experimental consistiria em buscar por emaranhamentos gravitacionalmente induzidos.

Esse suposto experimento conectaria duas ou mais partículas através da força da gravidade, como no emaranhamento quântico tradicional, feito com eletromagnetismo. "A existência desse tipo de emaranhamento invalidaria a hipótese de que o campo gravitacional é puramente local e clássico", explica Lami.

O grande obstáculo seria relacionar objetos massivos distantes, um fenômeno chamado deslocalização quântica, que é dificílimo de reproduzir. Segundo os autores, a maior massa de um objeto para no qual foi observada a deslocalização até hoje foi a de uma molécula grande, "que é significativamente mais leve do que a menor massa de um objeto já gravitacionalmente detectado".

Driblando o fantasma do emaranhamento quântico

Representação gráfica do estudo sobre a natureza quântica da gravidade, sem emaranhamento.Fonte:  Ludovico Lami et al. 

A solução encontrada por Lami e seus colegas é assustadoramente simples: driblar o emaranhamento, ou seja, realizar o experimento para revelar a natureza quântica da gravidade, sem gerar nenhum emaranhamento.

Em um comunicado, Lami explica como o experimento foi feito: “Projetamos e investigamos uma classe de experimentos envolvendo um sistema de 'osciladores harmônicos' massivos – por exemplo, pêndulos de torção, essencialmente como aquele que Cavendish usou em seu famoso experimento de 1797 para medir a intensidade da força gravitacional".

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Para garantir a validade de seu modelo, os autores criaram um modelo matemático que define limites claros para sinais de natureza quântica, inexplicáveis por uma teoria clássica da gravidade. Eles também avaliaram quais recursos seriam necessários para implementar sua proposta em experimentos reais. E apostam que essas soluções "poderão realmente estar ao nosso alcance em breve”.

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