Usando uma cadeia de átomos em um único arquivo para modelar o horizonte de eventos de um buraco negro, os físicos observaram o equivalente ao que chamamos de Radiação Hawking – partículas nascidas da perturbação das flutuações quânticas causadas pelo intervalo espaço-tempo de um buraco negro.
Isso, dizem eles, poderia ajudar a resolver a contradição entre duas estruturas atualmente irreconciliáveis para descrever o universo: a relatividade geral, que descreve o comportamento da gravidade como um campo contínuo conhecido como espaço-tempo, e a mecânica quântica, que descreve o comportamento de partículas discretas. usando probabilidades matemáticas Para criar uma teoria unificada da gravidade quântica que possa ser aplicada universalmente, essas duas teorias incompatíveis devem encontrar uma maneira de se entender de alguma forma.
É aqui que entram os buracos negros - talvez os objetos mais estranhos e extremos do universo. Esses objetos massivos são tão incrivelmente densos que, a uma certa distância do centro de massa do buraco negro, nenhuma velocidade no universo é suficiente para escapar. Até a velocidade da luz. Essa distância, que depende da massa do buraco negro, é chamada Horizonte de eventos. Uma vez que um objeto cruza sua fronteira, podemos apenas imaginar o que acontece, pois nada é devolvido com informações vitais sobre seu destino.
Mas em 1974, Stephen Hawking sugeriu que as interrupções nas flutuações quânticas causadas pelo horizonte de eventos levam a um tipo de radiação muito semelhante à radiação térmica. Se essa radiação Hawking existe, é muito fraca para ser detectada. Podemos nunca ser capazes de separá-lo da estática sibilante do universo. Mas podemos investigar suas propriedades criando análogos de buracos negros em condições de laboratório.
Isso já foi feito antes, mas em um estudo publicado no ano passado liderado por Lotta Mertens, da Universidade de Amsterdã, na Holanda, os físicos fizeram algo novo. Uma cadeia unidimensional de átomos serviu como um caminho para os elétrons "saltarem" de uma posição para outra. Ao alterar a facilidade com que esses saltos poderiam ocorrer, os físicos poderiam fazer com que certas propriedades desaparecessem, criando efetivamente uma espécie de horizonte de eventos que interferia na natureza ondulatória dos elétrons.
O efeito desse falso horizonte de eventos produziu um aumento de temperatura que atendeu às expectativas teóricas de um sistema equivalente de buracos negros, mas apenas quando parte da cadeia se estendeu além do horizonte de eventos. Isso pode significar que o emaranhamento de partículas que cruzam o horizonte de eventos desempenha um papel importante na geração da radiação Hawking.
A radiação Hawking simulada era apenas térmica para uma certa faixa de amplitudes de pico e em simulações que começavam simulando um certo tipo de espaço-tempo que era considerado "plano". Isso indica que a radiação de Hawking pode ser térmica apenas em certas situações quando há uma mudança na curvatura do espaço-tempo sob a influência da gravidade.
Não está claro o que isso significa para a gravidade quântica, mas o modelo oferece uma maneira de estudar a aparência da radiação de Hawking em um meio que não é afetado pela dinâmica selvagem da formação de buracos negros. E por ser tão simples, pode ser usado em uma ampla gama de configurações experimentais, dizem os pesquisadores.
“Isso pode abrir oportunidades para estudar aspectos fundamentais da mecânica quântica, bem como a gravidade e o espaço-tempo distorcido em várias condições de matéria condensada”, explicam os físicos em seu artigo.
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