Pela primeira vez, cientistas observaram diretamente um efeito gravitacional em um objeto quântico que está alinhado com as previsões de Einstein, unindo dois pilares da física moderna. O experimento, liderado por uma equipe internacional que inclui o laureado com Nobel Sir Roger Penrose, foi conduzido em Israel e publicado na Science Advances em 2 de setembro.
Um objeto quântico cai como Einstein disse que cairia
A equipe de pesquisa, da Universidade Ben-Gurion do Negev, da Universidade de Ulm e da Universidade de Oxford, construiu um dispositivo chamado Interferômetro Quântico de Galileu. Esse instrumento permitiu que eles dividissem a onda quântica de um átomo em dois caminhos: um mantido parado, o outro caindo livremente sob a gravidade. Quando as duas partes foram reunidas, a pequena diferença causada pela gravidade correspondeu ao princípio da equivalência de Einstein, que afirma que a gravidade desaparece localmente para um observador em queda livre.
Átomos de rubídio ultrafrios em um chip
O experimento ocorreu na Universidade Ben-Gurion usando átomos de rubídio resfriados a quase zero absoluto. Os átomos foram colocados em uma superposição quântica usando pulsos de micro-ondas, efetivamente permitindo que cada átomo seguisse dois caminhos ao mesmo tempo. Minúsculos fios elétricos em um chip de átomos especialmente projetado geraram campos magnéticos para controlar os átomos. Uma parte da onda foi mantida no lugar enquanto a outra caía, e então elas foram trazidas de volta juntas para medir o efeito gravitacional.
Este teste importa porque, embora o princípio da equivalência de Einstein tenha sido confirmado com matéria comum, ele nunca havia sido testado diretamente com objetos quânticos, que se comportam como ondas e podem seguir múltiplos caminhos simultaneamente. O resultado mostra que a gravidade se comporta como previsto mesmo nesse regime quântico, oferecendo uma nova janela experimental para o mistério de como a mecânica quântica e a relatividade geral se encaixam.
A descoberta não resolve o antigo enigma da gravidade quântica, mas fornece uma observação concreta e reproduzível que futuras teorias devem levar em conta. Ao demonstrar que o princípio de Einstein se mantém no mundo quântico, o experimento estreita as possibilidades de como uma teoria completa da física pode emergir.
