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| Físicos afirmam ter manipulado o vácuo e observado as consequências |
Já imaginou conseguir parar o tempo? Isso lembra os HQ's da Marvel, mas um estudo diz que isso já é possível.
E por incrível que pareça, o vácuo quântico é peça chave!
Já se sabe que o vácuo quântico é composto por vários tipos de ondas de todas as frequências e que dele emergem e desaparecem partículas virtuais a todo tempo, ou seja um espaço vazio recheado por flutuações quânticas.
Agora a equipe do professor Alfred Leitenstorfer (especialista em fenômenos ultrarrápidos), da Universidade de Kostanz, Alemanha, descobriu uma forma de manipular o estado elétrico do vácuo quântico, alterando assim, seu estado fundamental.
Embora aparente bizarrice o que a equipe do professor Alfred Leitenstorfer conseguiu é compreendido pela teoria quântica da luz e se parece mais com algo do tipo "esvaziar o vazio".
Com a técnica desenvolvida pela equipe de Leitenstorfer é possível analisar estados quânticos sem alterá-los, ou seja, primeiro absorver ou amplificar fótons para detectá-los.
A equipe do professor usou a técnica descrita anteriormente para gera luz comprimida, a fim de demonstrar que estão realmente manipulando o estado fundamental do vácuo quântico.
A luz comprimida é obtida quando um pulso intenso do laser de femtossegundos consegue alterar a velocidade da luz em um determinado segmento do espaço-tempo, com isso há uma redistribuição das flutuações do vácuo, uma vez que, a modulação local da velocidade de propagação da luz comprime o campo do vácuo.
Como a frente da onda de luz s torna mais lenta em alguns pontos, para acompanhar o vácuo,tudo o que vem atrás dessa onda também precisa frear, assim cria-se uma espécie de congestionamento de ondas, que por sua vez gera pulsos de luz mais curtos, a luz comprimida.
Na figura ao lado, esse fenômeno é observado no pico mais alto, onde se obtêm maior quantidade de flutuações quânticas.
Sopa Criadas pelo Vácuo Quântico
Já se sabe que o vácuo quântico é composto por vários tipos de ondas de todas as frequências e que dele emergem e desaparecem partículas virtuais a todo tempo, ou seja um espaço vazio recheado por flutuações quânticas.
Agora a equipe do professor Alfred Leitenstorfer (especialista em fenômenos ultrarrápidos), da Universidade de Kostanz, Alemanha, descobriu uma forma de manipular o estado elétrico do vácuo quântico, alterando assim, seu estado fundamental.
Embora aparente bizarrice o que a equipe do professor Alfred Leitenstorfer conseguiu é compreendido pela teoria quântica da luz e se parece mais com algo do tipo "esvaziar o vazio".
Método Empregado para Parar o Tempo
Utilizando um laser de pulsos ultracurtos de luz, com duração de alguns femtossegundos e uma frequência na faixa do infravermelho médio, o que significa que o comprimento de onda é mais curto que a metade do ciclo de luz. Cria-se assim uma extrema sensitividade, permitindo a detecção de flutuações eletromagnéticas mesmo na completa escuridão, ou seja, na ausência completa de luz.
Ao invés de operarem no domínio das frequências das ondas luminosas, como a maioria, a equipe operou no domínio do tempo. Em um determinado ponto no tempo, as amplitudes do campo elétrico eram medidas diretamente, com esses dados foi possível mapear os padrões de "ruídos de fundo"mais fundamentais, obtendo, dessa forma, detalhes sobre o estado quântico temporal dos fótons.
O experimento consegue de certa forma, parar o tempo, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo quântico de estudo, pois no vácuo o espaço-tempo se comportam de forma equivalente e basta analisar um para obter informações sobre o outro. Desta forma a equipe pode observar a natureza relativística da luz.
O experimento consegue de certa forma, parar o tempo, no momento em que o pulso de laser se propaga junto com o campo quântico de estudo, pois no vácuo o espaço-tempo se comportam de forma equivalente e basta analisar um para obter informações sobre o outro. Desta forma a equipe pode observar a natureza relativística da luz.
Luz Comprimida e o Vácuo
Com a técnica desenvolvida pela equipe de Leitenstorfer é possível analisar estados quânticos sem alterá-los, ou seja, primeiro absorver ou amplificar fótons para detectá-los.
A equipe do professor usou a técnica descrita anteriormente para gera luz comprimida, a fim de demonstrar que estão realmente manipulando o estado fundamental do vácuo quântico.
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| Flutuações Quânticas no Domínio Tempo |
Como a frente da onda de luz s torna mais lenta em alguns pontos, para acompanhar o vácuo,tudo o que vem atrás dessa onda também precisa frear, assim cria-se uma espécie de congestionamento de ondas, que por sua vez gera pulsos de luz mais curtos, a luz comprimida.
Na figura ao lado, esse fenômeno é observado no pico mais alto, onde se obtêm maior quantidade de flutuações quânticas.
Fótons
A definição mais popular de fótons é que ele consiste em um pacote quantizado de energia, contudo segundo esse experimento o fóton nada mais é que uma medida das flutuações quânticas locais do campo eletromagnético do espaço-tempo.
Chegaram essa conclusão quando observaram que enquanto a velocidade da luz se torna temporariamente crescente, as amplitudes de flutuação se desviam positivamente do ruído de vácuo. Contudo, quando ocorre uma desaceleração, o nível de ruído é menor que no estado de vácuo, ou seja, reduzi-se o estado fundamental do espaço vazio, tornando-o menos energizado, em outras palavras mais vazio. Observado também na figura acima, quando a curva fica abaixo do nível.
Referências
Experimento com vácuo quântico pára o tempo e muda definição da luz
Físicos afirmam ter manipulado o vácuo e observado as consequências