Em um futuro próximo, os cientistas planejam realizar um novo experimento que será capaz de oferecer um teste indireto da previsão mais famosa do famoso físico Stephen Hawking sobre buracos negros.
Os cientistas acreditam que, ao tornar o átomo invisível, eles poderão ver o brilho quântico etéreo que envolve objetos que se movem a velocidades próximas à velocidade da luz.
O efeito de brilho, chamado efeito Unruh (ou Davies-Unruh), faz com que o espaço ao redor de objetos em rápida aceleração pareça preenchido com um enxame de partículas virtuais, banhando esses objetos em um brilho quente. Como esse efeito está intimamente relacionado ao efeito Hawking, no qual partículas virtuais conhecidas como radiação Hawking aparecem espontaneamente nas bordas dos buracos negros, os cientistas há muito procuram detectar um como um indício da existência do outro. Mas é incrivelmente difícil notar qualquer efeito. A radiação Hawking ocorre apenas em torno do abismo monstruoso de um buraco negro, e uma unidade de dobra provavelmente seria necessária para atingir a aceleração necessária para o efeito Unruh.
Mas, de acordo com os cientistas, eles descobriram um mecanismo que permite que o poder do efeito Unruh seja dramaticamente aumentado com uma técnica que pode efetivamente tornar a matéria invisível.
"Este é um experimento difícil, e não há garantia de que seremos capazes de realizá-lo, mas essa ideia é nossa esperança sagrada".
O efeito Unruh, proposto pela primeira vez por cientistas na década de 1970, é uma das muitas previsões da teoria quântica de campos. De acordo com essa teoria, não existe vácuo vazio. De fato, qualquer bolsão de espaço é preenchido com infinitas vibrações em escala quântica que, se receberem energia suficiente, podem explodir espontaneamente em pares partícula-antipartícula que se aniquilam quase imediatamente. E qualquer partícula, seja matéria ou luz, é simplesmente uma excitação localizada desse campo quântico.
Em 1974, Stephen Hawking previu que a força gravitacional extrema sentida nas bordas dos buracos negros, seus horizontes de eventos, também criaria partículas virtuais.
A gravidade, de acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, distorce o espaço-tempo, de modo que os campos quânticos se tornam mais distorcidos à medida que se aproximam da enorme atração gravitacional da singularidade do buraco negro. Por causa da incerteza e estranheza da mecânica quântica, isso distorce o campo quântico, criando bolsões irregulares com o tempo se movendo de forma desigual e explosões subsequentes de energia em todo o campo. São essas inconsistências de energia que fazem com que as partículas virtuais apareçam aparentemente do nada nas bordas dos buracos negros.
Como o efeito Hawking, o efeito Unruh também cria partículas virtuais através de uma estranha fusão de mecânica quântica e efeitos relativísticos previstos por Einstein.
Para testar o efeito Unruh, os cientistas planejam construir um acelerador de partículas de laboratório que acelerará um elétron à velocidade da luz, irradiando-o com um feixe de microondas. Se conseguirem detectar o efeito, planejam realizar experimentos com ele, especialmente aqueles que permitirão explorar possíveis conexões entre a teoria da relatividade de Einstein e a mecânica quântica.
"A relatividade geral e a teoria da mecânica quântica ainda são um pouco divergentes, mas deve haver uma teoria unificadora que descreva como tudo funciona no universo", disse o coautor Achim Kempf, professor de matemática aplicada da Universidade de Waterloo. "Estamos procurando uma maneira de reunir essas duas grandes teorias, e este trabalho nos ajuda a fazer isso, abrindo oportunidades para testar novas teorias baseadas em experimentos"..
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