Um sensor quântico em laboratório medirá como a Terra torce o espaço-tempo

Editado por: Svitlana Velhush

A Terra não gira apenas em torno do seu próprio eixo. Ela arrasta consigo o próprio espaço-tempo, como uma colher que gira lentamente num mel espesso. Esse efeito, previsto pela teoria da relatividade geral e conhecido como arrastamento de referenciais inerciais ou efeito de Lense-Thirring, até agora só tinha sido registado com a ajuda de satélites, observando as suas órbitas durante anos.

Agora os físicos propuseram uma forma de medir o mesmo diretamente no laboratório — em questão de segundos. Uma equipa de investigadores liderada por Kai-Isaak Ellers, da Universidade da Califórnia em Berkeley, descreveu na Physical Review Letters a conceção de um sensor quântico baseado em hélio superfluido. O dispositivo consiste num microcanal anelar com uma divisória nanoporosa, onde o hélio, a temperaturas ultrabáixas, perde todo o atrito interno e forma um análogo de uma junção de Josephson.

Qualquer rotação, mesmo ínfima, altera as propriedades quânticas do hélio em escoamento. Essas alterações são facilmente lidas através da junção, transformando o sensor num giroscópio ultrassensível. Segundo os cálculos dos autores, a precisão da medição do efeito de arrastamento do espaço-tempo atingirá 0,2 por cento — a mesma dos melhores experimentos com satélites, mas em um segundo em vez de observações de vários anos.

Essa rapidez abre novas possibilidades. O aparelho de laboratório permitirá não só confirmar com elevada precisão as previsões de Einstein, mas também testar teorias alternativas da gravidade, nas quais o efeito de arrastamento pode ser diferente. Além disso, a tecnologia encontrará aplicação na navegação, na geofísica e, possivelmente, em futuros experimentos de busca da natureza quântica da gravidade.

A concretização da ideia exigirá ainda um sério trabalho de engenharia, mas as tecnologias atuais já permitem criar as condições necessárias. Se o projeto for levado a cabo, a humanidade obterá um instrumento compacto para estudar as manifestações mais subtis da teoria da relatividade geral sem lançar satélites dispendiosos.

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Fontes

  • Detecting How Earth Twists Spacetime

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