Física

Medindo a gravidade usando blindagem de superfluido

Medindo a gravidade usando blindagem de superfluido

Sir Isaac Newton, um dos cientistas mais influentes de todos os tempos, estava particularmente interessado na órbita da Lua ao redor da Terra. Ele raciocinou que a força que mantém a lua em sua trajetória deve ser a gravidade e, portanto, a gravidade deve se estender por vastas distâncias. Deste ponto em diante, os cientistas vêm tentando entender o que é a gravidade e como medi-la.

Albert Einstein tinha uma teoria de que a gravidade é o próprio espaço curvado em torno de uma massa, atraindo objetos para seu domínio deformado. Os cientistas usaram esse modelo teórico e o combinaram com um conjunto de explicações cosmológicas para tentar entender o que constitui o nosso universo.

[Fonte da imagem: Pixabay]

Matéria escura

Após a observação, há muito pouca matéria visível no universo para formar a energia gravitacional calculada. Portanto, os cientistas atribuíram o "espaço vazio" à matéria escura, que ocupa cerca de 27 por cento do universo.

A ‘Hipótese da Gravidade de Verlindes’, no entanto, tenta eliminar as inconsistências da matéria escura. Ele descreve a gravidade como uma força entrópica (uma força afetada pela tendência termodinâmica do sistema de aumentar sua entropia) ao invés de sua interação fundamental previamente pensada. Recentemente, a hipótese Verlindes passou em alguns testes iniciais.

Medindo Gravidade

Nossas teorias e compreensão da gravidade estão longe de ser coerentes e estabelecer uma teoria amplamente aceita pode nos ajudar a responder a algumas das questões fundamentais da física. Um artigo recente publicado na revista Physics Review Letters, dezembro de 2016, afirma ter encontrado uma nova maneira de medir a gravidade com uma precisão muito maior do que as tentativas anteriores. Pesquisadores do Departamento de Física do MIT usam um método chamado interferometria atômica. A interferometria atômica é uma técnica usada para a medição precisa da natureza dos átomos.

A teoria de Einstein da dualidade onda-partícula afirma que as partículas podem ser classificadas como ondas ou partículas. Portanto, esta técnica pode ser usada para medir a diferença nas fases das ondas dos átomos, a fim de calcular as forças que atuam sobre eles.

Método

Um laser é lançado através da matéria na forma de condensados ​​de Bose-Einstein (BEC), um dos cinco estados da matéria (gás, líquido, sólido, plasma, BEC). BEC é uma coleção de átomos resfriados a um grau de zero absoluto. Os átomos mal se movem em relação uns aos outros, pois não há energia livre para fazer isso. Portanto, os átomos estão presos na matéria e sua posição em relação aos átomos não aprisionados pode ser medida.

No entanto, o número de átomos aprisionados e não aprisionados é desigual, o que pode introduzir erros na medição. Portanto, este método usa dois condensados ​​separados com alinhamentos magnéticos diferentes. Cada condensado é então sujeito ao laser e a um campo magnético. O campo magnético faz com que os átomos se espalhem uniformemente entre eles, aumentando assim a precisão da medição.

Proteção de Superfluido

A equipe de pesquisa leva esse método um passo adiante, introduzindo a blindagem de superfluido. A blindagem de superfluido é onde os BECs são imersos em um banho de superfluido, protegendo-os de forças externas. Com menos interferência, os átomos podem ser medidos por mais tempo.

Além de fornecer medições mais precisas, os efeitos quânticos também podem ser observados dentro do BEC. Isso ocorre porque os átomos agem como um átomo maior quando tendem para o zero absoluto. Portanto, BECs podem eventualmente preencher a lacuna entre a física quântica e a Newtoniana.

H / T:ScienceAlert

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Escrito por Terry Berman

Assista o vídeo: O Maior Átomo do Universo (Novembro 2020).