Diamantes levitando no vácuo poderão dizer se a gravidade é quântica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/01/2024

Um feixe de laser sondando as propriedades quânticas de um diamante.
[Imagem: Gavin Morley]

Diamantes quânticos

Cientistas estão propondo um novo experimento para testar se a força da gravidade é quântica ou não.

Esta é considerada uma das mais importantes questões não resolvidas da ciência, já que sua solução tanto pode criar uma ponte entre as até agora irreconciliáveis Mecânica Quântica e Teoria da Relatividade, quanto dizer que existe uma Nova Física que não está contida em nenhuma das duas.

Na mecânica quântica, que descreve o comportamento de partículas na escala dos átomos e moléculas, os objetos se comportam de maneira diferente de tudo o que conhecemos: Eles podem estar em dois lugares ao mesmo tempo (superposição) ou se comunicarem em qualquer distância instantaneamente (entrelaçamento). O problema é que até hoje ninguém encontrou um "quantum" de gravidade, teoricamente chamado de gráviton, de modo que as duas teorias permanecem falando idiomas diferentes.

A ideia do professor Sougato Bose, do Colégio Universitário de Londres, consiste em fazer dois microdiamantes levitarem em um ambiente de alto vácuo e colocar cada um em uma superposição quântica, de estarem em dois lugares ao mesmo tempo.

Cada diamante pode ser considerado uma versão cristalina do gato de Schrodinger, o personagem fictício do experimento mental que testa se um gato pode ficar vivo e morto ao mesmo tempo.

"Se a gravidade for quântica, então ela seria capaz de entrelaçar os dois diamantes. O entrelaçamento é um efeito quântico único onde duas coisas estão ligadas mais fortemente do que é possível em nossa vida cotidiana. Por exemplo, se duas moedas pudessem ser entrelaçadas, então você poderia descobrir que sempre que você as vira, ambas caem da mesma maneira, mesmo que seja impossível saber de antemão se ambas serão cara ou ambas coroas," explicou o professor Gavin Morley, da Universidade de Warwick.

O ponto verde - quase invisível, logo acima do dispositivo - é um diamante levitando no vácuo. Isto é possível graças à luz laser invisível que é focada pela lente abaixo dele (não visível).
[Imagem: Gavin Morley/UCL]

Agora é só fazer

A ideia parece simples e boa, mas ainda há muitos obstáculos tecnológicos que a equipe espera vencer nos próximos anos. Fundamentalmente, será necessário eliminar todas as interações entre as nanopartículas de diamante, deixando apenas a gravidade atuar entre elas. E isso é incrivelmente desafiador, já que a gravidade é de longe a força mais fraca que conhecemos.

Há poucos dias, outra equipe propôs uma nova teoria para unificar o espaço-tempo de Einstein com a mecânica quântica.

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