Existem algumas esquisitices na mecânica quântica. Uma delas é o
estado de vácuo (vácuo quântico ou simplesmente vácuo), situação em que
um sistema quântico está no seu estado de energia mais baixo possível.
Mesmo não abrigando nenhuma partícula, o vácuo quântico não está
vazio – ele contém ondas eletromagnéticas flutuantes, e as assim
chamadas partículas virtuais, que ficam saltando entre a existência e a
não existência.
Além disso, o estado do vácuo tem uma energia de ponto zero, o menor
nível de energia que um sistema mecânico quântico pode ter, que se
manifesta como o efeito Casimir estático, uma força de atração entre paredes opostas em uma cavidade eletromagnética.
Agora, pesquisadores da Universidade Aalto na Finlândia
e do Centro de Pesquisa Técnico VTT, também na Finlândia, demonstraram
que existe um “efeito Casimir dinâmico”, usando um metamaterial dentro
de uma cavidade de micro-ondas. Eles mostraram que, em certas condições,
fótons reais são criados em pares, concluindo que tal criação é
consistente com as predições da teoria de campo quântico.
Quando dois espelhos estão próximos e a distância entre eles é menor
que o comprimento de onda das partículas virtuais, elas são excluídas do
espaço entre os espelhos, e isto faz com que a pressão do vácuo externa
aos espelhos seja maior que a interna. É o efeito Casimir estático.
Se movermos os espelhos, o mar de partículas virtuais se adapta a
esse movimento e continua a aparecer e desaparecer (ao se aniquilarem).
Mas se a velocidade dos espelhos começar a se aproximar da velocidade
dos fótons, alguns fótons são separados de seus parceiros, e não são
aniquilados. Por conta disso, os fótons virtuais se tornam reais, e o
espelho começa a produzir luz – em teoria.
Na prática, é muito difícil acelerar um espelho até velocidades próximas da luz. Para conseguir isso, os cientistas usaram truques,
como uma linha de transmissão conectada a um “dispositivo supercondutor
de interferência quântica” ou SQUID. Ao alterar as características do
SQUID, eles alteraram o comprimento elétrico efetivo da linha e esta
mudança é equivalente a movimentar um espelho eletromagnético.
Ao operar o mecanismo, os pesquisadores conseguiram demonstrar que os
fótons podem ser gerados aos pares, e que a energia gerada está de
acordo com a previsão teórica.
Obter os fótons não foi fácil, no entanto. O sistema era bastante
sujeito a ruído que mascara os fótons produzidos, e também a
ressonâncias que impedem o uso de certas frequências.
O Dr. Pasi Lähteenmäki
e sua equipe pretendem utilizar o novo equipamento, com algumas
alterações, para simular o horizonte de eventos de um buraco negro. Isso
o permitirá estudar a radiação Hawking em laboratório.
Ainda existem outras aplicações potenciais para a descoberta, como o
desenvolvimento de computadores quânticos mais poderosos, o estudo do
Big Bang, da energia escura e da matéria escura.
Será que a comprovação de que o universo veio do nada está a caminho?
Fonte: http://hypescience.com/
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