Uma equipe internacional de cientistas, incluindo o Nobel britânico Sir Roger Penrose, observou, pela primeira vez, um efeito da gravidade sobre um objeto quântico em queda, previsto há muito tempo por Albert Einstein. O resultado mostra que um princípio fundamental da teoria da gravidade permanece consistente com o comportamento da matéria no mundo das partículas subatômicas. O estudo, liderado pela Universidade Ben-Gurion do Negev, pela Universidade de Ulm e pela Universidade de Oxford, foi publicado na revista Science Advances.
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O experimento foi realizado na Universidade Ben-Gurion, utilizando nuvens de átomos de rubídio resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto e manipulados perto da superfície de um chip atômico especialmente projetado. A equipe usou inicialmente pulsos de micro-ondas para colocar os átomos ultrafrios em uma superposição quântica, permitindo que cada um percorresse dois caminhos diferentes simultaneamente.
Em seguida, utilizaram minúsculos fios elétricos no chip para gerar campos magnéticos precisamente controlados. Uma parte da onda atômica respondeu, permitindo aos pesquisadores aplicarem uma força ascendente que contrabalançava a descendente. Esses átomos foram mantidos estacionários em relação ao laboratório e à Terra.
Trajetória
A outra parte foi impulsionada para cima com um pulso precisamente controlado, e então comutada para um estado quase imune ao campo magnético. Assim, esses átomos caíram livremente sob a ação da gravidade, seguindo uma trajetória balística, semelhante à de uma bola lançada ao ar.
Ao fim da queda, os pesquisadores usaram outro pulso magnético precisamente controlado para reunir as duas partes. Quando isso aconteceu, as ondas interferiram entre si. O fenômeno permitiu que os pesquisadores medissem a minúscula diferença na fase quântica acumulada enquanto uma estava caindo e a outra permanecia imóvel.
A fase medida no novo experimento é a mesma prevista quando o princípio de Einstein é aplicado a uma onda quântica do tipo. O resultado, portanto, fornece uma conexão experimental entre a física quântica e a teoria da gravidade de Einstein.
"Esse é um artigo único, pois combina um experimento complexo com uma interpretação teórica abrangente sobre uma das questões mais fundamentais da física: como a gravidade (descrita pela teoria da relatividade de Einstein) e a teoria quântica podem ser unificadas em uma compreensão única do universo?", disse o autor principal, Ron Folman, da Universidade Ben-Gurion do Negev. "Esses dois pilares da física moderna têm, até agora, escapado a todas as tentativas de uma estrutura teórica unificada, mas o experimento complexo oferece mais indícios de como tal unificação pode ser alcançada."
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