Cientistas medem pela 1ª vez fase quântica prevista por Einstein
Interferômetro com átomos de rubídio ultrafrios detectou uma assinatura quântica da queda livre, confirmando que o princípio da equivalência de Einstein se sustenta também no mundo quântico.
Por Letícia Prado · Repórter de Ciência
Pra escala humana: imagine dividir um único átomo em dois e deixar metade cair
Um time internacional de físicos observou, pela primeira vez, uma assinatura quântica prevista pelo princípio da equivalência de Einstein — a ideia de que a gravidade some para quem está em queda livre. O experimento, publicado em 2 de setembro na revista Science Advances, foi liderado pela Universidade Ben-Gurion do Negev (Israel), em parceria com a Universidade de Ulm e a Universidade de Oxford, e teve a participação do físico Sir Roger Penrose, vencedor do Nobel de 2020.
O que foi confirmado
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Os pesquisadores construíram um aparato batizado de Interferômetro Quântico de Galileu, em referência aos experimentos clássicos sobre queda de corpos. A equipe resfriou uma nuvem de cerca de 20 mil átomos de rubídio a cerca de três bilionésimos de grau acima do zero absoluto e os posicionou a apenas 113 mícrons de um chip com finíssimos fios de ouro, usados para controlar campos magnéticos.
Com pulsos de micro-ondas, a equipe dividiu a onda quântica associada a cada átomo em dois caminhos: uma parte ficou parada, contrabalançada pela gravidade, enquanto a outra caiu livremente. Ao reunir as duas partes, mediram a diferença de fase quântica acumulada — e o valor coincidiu exatamente com o previsto pela aplicação do princípio da equivalência de Einstein a um objeto quântico. É a primeira vez que essa fase de queda livre é medida diretamente.
O que ainda é hipótese
Foto: reprodução/physics.ox.ac.uk
O resultado não unifica mecânica quântica e gravidade — os dois pilares da física que os cientistas ainda não conseguiram encaixar numa única teoria. Também não prova nem refuta a hipótese do próprio Penrose de que objetos suficientemente massivos poderiam sofrer um colapso quântico induzido pela gravidade. O que o experimento mostra é que, na escala testada, a matéria quântica se comporta como Einstein previu.
"Este trabalho combina experimento rigoroso com interpretação teórica de grande alcance sobre uma das questões mais fundamentais da física", disse Ron Folman, da Ben-Gurion, um dos líderes do estudo. Já Vlatko Vedral, de Oxford, afirmou que o experimento "leva a mecânica quântica a uma de suas fronteiras mais intrigantes, a gravidade, mostrando que suas predições persistem".
Próximos passos
A equipe já planeja repetir o experimento com objetos mais pesados, como nanodiamantes, para testar os limites da equivalência em massas maiores e tempos de queda mais longos — o tipo de regime onde, se existir, uma ruptura entre gravidade e mundo quântico começaria a aparecer.