Os pesquisadores criaram um simulador de buraco negro que consiste em um “vórtice quântico” gigante dentro de um superfluido de hélio. As experiências resultantes deverão permitir-lhes compreender melhor certos mecanismos que governam o comportamento destes fascinantes objetos cósmicos.
A exploração do comportamento dos buracos negros , essas entidades cósmicas até hoje enigmáticas, deu um pequeno passo graças ao trabalho de uma equipe da Universidade de Nottingham (Inglaterra). O estudo resultante, publicado no portal de pré-impressão arXiv , detalha a criação de um simulador quântico de buraco negro.
Este dispositivo, baseado num vórtice quântico gigante num superfluido de hélio , pretende contar-nos mais sobre as interações entre a teoria clássica da gravidade e a mecânica quântica dentro de buracos negros, alguns dos quais são inacessíveis devido à natureza distante e complexa destes. objetos. Este experimento poderia, portanto, lançar luz sobre aspectos fundamentais da física e da formação do universo.
A criação de um vórtice quântico gigante
Na sua busca para simular as condições extremas dos buracos negros, os investigadores da Universidade de Nottingham optaram por usar hélio superfluido. Esta escolha não é trivial: o hélio superfluido distingue-se pela sua viscosidade excepcionalmente baixa, aproximadamente 500 vezes inferior à da água. Esta característica única permite que o fluido flua sem qualquer resistência, criando um ambiente ideal para a observação de fenómenos quânticos raros.
Para o experimento, a equipe de pesquisa introduziu hélio em um contêiner equipado com uma hélice localizada em sua base. A ativação desta hélice gerou um vórtice dentro da massa de hélio, lembrando um minitornado.
Embora a criação de vórtices em outros líquidos já tivesse sido alcançada antes, as forças em jogo nestes últimos eram muito menores. Com efeito, a particularidade deste vórtice reside nas forças em jogo (muito maiores) e no seu tamanho, aspectos essenciais para induzir uma interação notável entre o vórtice e o resto do fluido no recipiente.
Segundo a New Scientist , o diâmetro do vórtice assim formado excedeu em apenas alguns milímetros uma dimensão que, apesar do seu aparente pequeno tamanho, o classifica como significativamente maior do que outros vórtices estáveis gerados anteriormente em fluidos quânticos.
Simulando vários fenômenos de buraco negro
Os autores então observaram as interações entre ondas minúsculas e o vórtice quântico. Eles reproduzem, numa escala muito menor e controlável, as dinâmicas complexas que ocorrem no espaço profundo. No ambiente espacial, os campos cósmicos – regiões do espaço influenciadas por forças como a gravidade e o magnetismo – interagem de formas complexas com buracos negros em rotação.
Estas interações são notoriamente difíceis de estudar diretamente devido à distância que nos separa e às condições extremas que rodeiam os buracos negros. Ao recriar um cenário semelhante no seu laboratório, os investigadores conseguiram observar e analisar interações dinâmicas semelhantes com muito mais detalhe.
Fonte:
[Física]
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