Acredita-se amplamente que a energia escura é a força motriz por trás da expansão acelerada do universo, e várias teorias foram propostas para explicar sua natureza indescritível. No entanto, essas teorias preveem que sua influência nas escalas quânticas deve ser extremamente pequena, e os experimentos até agora não foram precisos o suficiente para verificá-los ou desacreditá-los. Em uma nova pesquisa publicada no EPJ ST, uma equipe liderada por Hartmut Abele na TU Wien na Áustria demonstra uma técnica experimental robusta para estudar uma dessas teorias, usando nêutrons ultrafrios. Batizada de “Espectroscopia de Ressonância Gravitacional” (GRS), sua abordagem pode trazer os pesquisadores um passo mais perto da compreensão de um dos maiores mistérios da cosmologia.
Anteriormente, fenômenos chamados “campos simétricos escalares” foram propostos como candidatos potenciais para a Energia Escura. Se eles existirem, esses campos serão muito mais fracos que a gravidade – atualmente a força fundamental mais fraca conhecida pela física. Portanto, ao procurar anomalias extremamente sutis no comportamento de partículas quânticas aprisionadas em campos gravitacionais, os pesquisadores puderam provar a existência desses campos experimentalmente. Dentro de um campo gravitacional, nêutrons ultrafrios podem assumir vários estados quânticos discretos, que variam dependendo da intensidade do campo. Por meio do GRS, esses nêutrons passam por uma transição para estados quânticos de alta energia pelas oscilações mecânicas ajustadas de um espelho quase perfeito. Quaisquer mudanças nos valores esperados para as diferenças de energia entre esses estados podem indicar a influência da energia escura.
Em seu estudo, a equipe de Abele projetou e demonstrou um experimento GRS chamado “qBOUNCE”, que eles basearam em uma técnica chamada espectroscopia de Ramsey. Isso envolvia fazer com que os nêutrons em um feixe ultrafrio fizessem a transição para estados quânticos de alta energia – antes de espalhar quaisquer estados indesejados e coletar os nêutrons restantes em um detector. Por meio de medições precisas das diferenças de energia entre estados específicos, os pesquisadores puderam colocar limites muito mais rigorosos nos parâmetros de campos simétricos escalares. Sua técnica agora abre caminho para pesquisas ainda mais precisas para a energia escura em pesquisas futuras.
Publicado em 30/06/2021 10h47
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