Um dos problemas não resolvidos mais importantes da física é encontrar uma conexão entre a mecânica quântica e a relatividade geral. Para resolvê-lo, são necessárias matemáticas complexas e experimentos inimagináveis. E se nada é impossível no papel, então tudo é ruim com experimentos – quanta ou clássicos. Mas há esperança. Um grupo de cientistas europeus e de Cingapura propôs um simulador quântico que reproduz o efeito da gravidade quântica e muito mais.
Fonte da imagem: NASA / TU Wien
Na física e não apenas a simulação em alguns sistemas pode ser traduzida para outros, ao que parece, sistemas que são completamente diferentes em propriedades. Cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena, da Universidade de Creta, da Universidade Tecnológica de Nanyang (Cingapura) e da Universidade de Berlim publicaram um artigo na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), no qual falaram sobre uma simulação bem-sucedida de lentes gravitacionais em um simulador quântico. Na verdade, eles estão reivindicando uma simulação da gravidade quântica, que todos os físicos teóricos estão empenhados em justificar e não podem fazê-lo de forma alguma.
Como base para um simulador quântico, os pesquisadores pegaram nuvens de átomos superresfriados – essas são definitivamente estruturas quânticas com o aparato matemático correspondente e muitas soluções para gerenciá-las (lembre-se dos inúmeros simuladores quânticos). Em vez da luz, os cientistas tomaram o som como base e o apresentaram como um objeto relativístico da teoria geral da relatividade. O resultado foi um simulador quântico da propagação da luz no espaço, que funcionou em estrita conformidade com a relatividade geral e a teoria quântica. Em particular, o experimento mostrou a viabilidade do efeito de lente gravitacional no simulador.
Experimentos mostram que a forma de cones de luz, efeitos de lentes, reflexões e outros fenômenos podem ser demonstrados em nuvens atômicas exatamente como esperado em sistemas espaciais relativísticos. A configuração de experimentos e os resultados obtidos podem ajudar a descobrir fenômenos e efeitos até então desconhecidos e, em última análise, podem levar à criação de uma teoria geral do funcionamento do nosso Universo.