O universo é uma tapeçaria complexa de mistérios, onde cada descoberta nos leva a mais perguntas do que respostas. No centro deste enigma cósmico, encontramos a gravidade, uma força fundamental que rege a ordem celestial desde os confins das galáxias até a estrutura do átomo. Mas o que é a gravidade? Essa pergunta tem desafiado os maiores intelectos humanos por séculos. Recentemente, físicos deram um passo gigantesco em direção a desvendar este mistério com a detecção de um sinal que pode ser interpretado como a existência do gráviton, a tão procurada partícula responsável pela força gravitacional.
Desde a década de 1930, teóricos da física postularam a existência do gráviton, uma partícula elementar que mediaria a força da gravidade, análoga ao fóton na força eletromagnética. Contudo, a prova experimental de sua existência permaneceu elusiva, até agora. Uma equipe de pesquisadores, liderada por Lingjie Du da Universidade de Colúmbia, nos EUA, anunciou ter encontrado indícios experimentais de entidades chamadas modos grávitons quirais, que exibem características surpreendentemente similares às esperadas para os grávitons.
O experimento, uma obra de engenhosidade e perseverança, foi realizado em um sistema conhecido como líquido de efeito Hall quântico fracionário (FQHE). Aqui, os elétrons, submetidos a altos campos magnéticos e baixas temperaturas, interagem de maneira que desafia nossa compreensão convencional da matéria. Utilizando técnicas de espalhamento inelástico ressonante de baixa temperatura, os pesquisadores observaram excitações coletivas com spin, consistentes com as previsões para os modos grávitons quirais.
O achado é monumental, pois esses modos grávitons quirais, descritos usando a geometria quântica, podem servir como um análogo laboratorial para os grávitons. Eles oferecem um vislumbre sem precedentes de como a gravidade poderia ser descrita no reino quântico, potencialmente unindo as teorias da relatividade geral de Einstein com os princípios da mecânica quântica.
Este avanço não apenas reforça nossa busca pelo gráviton mas também ilumina o caminho para novas descobertas em áreas até então inexploradas da física. Ao conectar a física de altas energias, que explora as maiores escalas do universo, com a física da matéria condensada, que se debruça sobre o estudo dos materiais e suas interações atômicas e eletrônicas, estamos diante de um novo horizonte de conhecimento.
A descoberta tem implicações vastas e variadas, desde o aprimoramento de nossa compreensão sobre a natureza da gravidade até o desenvolvimento de novas tecnologias baseadas em princípios quânticos. Os pesquisadores agora planejam avançar seus estudos, explorando outras energias e materiais quânticos, na esperança de desvendar mais segredos sobre as excitações coletivas e, por fim, sobre a própria gravidade.
Autores: Jiehui Liang, Ziyu Liu, Zihao Yang, Yuelei Huang, Ursula Wurstbauer, Cory R. Dean, Ken W. West, Loren N. Pfeiffer, Lingjie Du, Aron Pinczuk
Revista: Nature
DOI: 10.1038/s41586-024-07201-w
Créditos: inovação tecnológica
Para saber mais:
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