Em 1998, os cientistas descobriram a energia escura. Esse evento marcou a história da cosmologia moderna, revelando uma força ainda não conhecida que está acelerando a expansão do universo. Desde então, os pesquisadores têm se debruçado sobre diversas teorias para explicar a natureza dessa força. Uma das hipóteses sugere que se trata da energia do vácuo, ou seja, uma consequência das flutuações quânticas que ocorrem no espaço - aparentemente vazio.

Uma segunda teoria é a do campo de quintessência, que propõe um campo dinâmico que pode variar no espaço e no tempo. Neste caso, a energia escura seria a quinta força da natureza - mais fraca que a gravidade -, mediada por partículas hipotéticas conhecidas como camaleões ou simetrones, capazes de alterar suas propriedades a depender da densidade do ambiente ao redor. Saiba mais sobre o caso no texto a seguir, do Engenharia 360!

Pesquisa sobre a energia escura e a expansão do universo

Neste artigo, gostaríamos de destacar os experimentos conduzidos por Holger Müller e sua equipe na Universidade da Califórnia, em Berkeley, que visam a detecção das partículas camaleônicas antes citadas. Em certa ocasião, eles utilizaram um interferômetro de átomos combinado a uma grade ótica para encontrar, via testes, qualquer indício de desvios na Teoria da Gravidade de Isaac Newton - o que justamente indicaria a presença das tais partículas.

Explicando melhor, os físicos "imobilizaram" os átomos em queda livre por segundos, em vez de milissegundos - um período mais longo que o convencional nas medições atuais. Qual o resultado? Bem, por hora, não foram detectados desvios realmente significativos. Mas a pesquisa do modo como foi apresentada já abriu novas possibilidades para a investigação da gravidade em um nível quântico e o desenvolvimento de novas tecnologias de sensoriamento.

A saber, se fossem detectados desvios relevantes, essa poderia ser a maior chance de se desvendar o mistério da energia escura, uma forma tão misteriosa que constitui aproximadamente 70% do conteúdo energético do cosmos - um campo ainda pouco explorado pela física moderna. Certamente isso mudaria nossa compreensão sobre o universo.

Aplicações práticas do interferômetro de átomos

O interferômetro de átomos é tão preciso quanto versátil. Essa ferramenta é bastante promissora em uma ampla gama de aplicações na engenharia, como exploração geológica e metrologia de precisão. No caso da pesquisa de Berkeley, os pesquisadores fizeram seu uso para a medição da constante gravitacional - ao qual eles ainda têm muitas incertezas, influenciando no cálculo das forças fundamentais que governam o universo.

Vale destacar que esse trabalho recebe hoje o apoio de várias entidades de prestígio, incluindo a National Science Foundation, o Office of Naval Research e o Jet Propulsion Laboratory. Além disso, a equipe de pesquisa inclui colaboradores internacionais, como Justin Khoury da Universidade da Pensilvânia e Guglielmo Tino da Universidade de Florença, na Itália. Essas parcerias não apenas fornecem os recursos financeiros necessários, mas também facilitam o intercâmbio de ideias e tecnologias, acelerando o progresso científico via abordagem multidisciplinar e multicultural.

Resultado dos testes

Müller e equipe defendem que, embora as teorias quânticas para três das quatro forças fundamentais da natureza (eletromagnetismo, força forte e força fraca) sejam bem estabelecidas, a natureza quântica da gravidade nunca havia sido demonstrada experimentalmente. Dessa fez isso foi possível com o interferômetro de átomos, que manteve os átomos em posição por até 70 segundos.

"A maioria dos teóricos provavelmente concorda que a gravidade é quântica. Mas ninguém jamais viu uma assinatura experimental disso.",

"É muito difícil até mesmo saber se a gravidade é quântica, mas se pudermos manter nossos átomos 20 ou 30 vezes mais do que qualquer outra pessoa, porque nossa sensibilidade aumenta com a segunda ou quarta potência do tempo de retenção, poderíamos ter uma chance 400 a 800.000 vezes melhor de encontrar uma prova experimental de que a gravidade é de fato mecânica quântica."

- afirmou Müller em publicação científica.

Um dos desafios enfrentados no experimento foi conseguir a estabilização do feixe de laser da grade óptica, que oscila devido a vibrações. No fim das contas, se conseguiu estender o tempo de retenção ao estabilizar o feixe dentro de uma câmara ressonante e ajustar a temperatura para um bilhão de vezes mais fria que a temperatura ambiente.

Outro laboratório de testes está sendo montado por Cristian Panda, pós-doutorando da UC Berkeley, para a construção de um interferômetro 100 vezes preciso. Em breve, teremos mais respostas sobre a energia escura e a natureza da gravidade, um dos maiores mistérios do cosmos.

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Fontes: Space Today.

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Eduardo Mikail

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