Um grupo de físicos da Escola Politécnica Federal de Zurique conseguiu detetar correlações no campo eletromagnético do vácuo.
Do ponto de vista da teoria quântica, o vazio nunca é absoluto – há sempre algumas partículas “virtuais” que se manifestam “do nada” e desaparecem subitamente. No entanto, até agora não se sabia se são criadas aleatoriamente ou reagem uns com os outros. Detetando a correlação, os físicos suíços resolveram a questão.
Para este fim, de acordo com o estudo publicado na revista Nature, os investigadores construíram um aparelho especial, que consistia num cristal, lasers e detetores de fotões, e aplicaram o método de deteção eletro-ótica, que mede o desvio das partículas de luz que passaram pelo vácuo entre os átomos de cristal.
Como estava congelado a -269°C, apenas quatro graus acima do zero absoluto, quase não havia possibilidade de surgimento de fotões estranhos produzidos pela radiação térmica.
“Ainda assim, o sinal medido é absolutamente minúsculo e realmente tínhamos de maximizar as nossas capacidades experimentais para medir muito pequenas áreas”, explica Jerome Faiste, líder do estudo.
Após cerca de um bilião de tentativas, a equipa descobriu flutuações correlacionadas no campo eletromagnético. “As flutuações do vácuo do campo eletromagnético são claramente consequências visíveis e, entre outras coisas, são responsáveis por um átomo pode emitir luz de forma espontânea“, disse Cristina Ileana Benea-Chelmus, membro do grupo, ao site da Escola Politécnica Federal de Zurique.
“Talvez os resultados dos autores sejam os primeiros passos em direção a uma ótica quântica ultra-rápida que um dia observará e controlará o caos que está escondido em vazios estados fundamentais espaço-temporais e não-triviais de sistemas de interação luz-matéria”, remataram os físicos Andrey Moskalenko e Timothy Ralph.
Os resultados parecem minúsculos, mas as medições permitiram determinar o espetro fino de um campo eletromagnético no seu estado fundamental. Enfrentar o que é efetivamente espaço vazio está a tornar-se um algo importante na física quântica.
Recentemente, outra equipa de físicos tentou colocar limites no ruído do vácuo à temperatura ambiente, a fim de melhorar a funcionalidade do detetor de ondas gravitacionais LIGO.
Partículas virtuais também são fundamentais para entender como os buracos negros evaporam lentamente ao longo do tempo através da radiação de Hawking. No futuro, precisaremos de mais resultados como estes para entender o Universo.
ZAP // Science Alert
Grande coisa, há já muitos anos que, umas semanas antes do fim do mês, consigo medir o nada.
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