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No novo teste quântico do princípio da equivalência de Einstein, a queda livre de átomos em superposições quânticas em diferentes energias de massa, | a> e | b>, foi comparada à queda livre de átomos com uma energia de massa clássica bem definida | a>. Em todos os testes anteriores deste princípio, os objetos estavam em estados clássicos de energia de massa. Crédito: Dr Magdalena Zych
O cientista do século XVI Galileu Galilei jogou duas esferas de massa diferente do topo da Torre Inclinada de Pisa para estabelecer um princípio científico.
Agora, quase quatro séculos depois, uma equipe de físicos italianos aplicou o mesmo princípio a objetos quânticos usando um novo método científico proposto pela física UQ, Magdalena Zych, relatada hoje na Nature Communications .
O Dr. Zych, do Centro de Excelência da ARC para Sistemas Quânticos Projetados, disse que o trabalho pode levar ao desenvolvimento de novos sensores com aplicações no estudo de erupções vulcânicas e terremotos, na busca de depósitos minerais, na navegação da Terra e do espaço, e em medições de alta precisão de tempo, frequência e aceleração.
O matemático e físico Albert Einstein descreveu o princípio no século passado e ficou conhecido como "princípio de equivalência de Einstein" para átomos cuja massa está em um estado de superposição quântica.
Zych disse que o princípio desempenhou um papel vital na compreensão dos físicos da gravidade e do espaço-tempo.
"O princípio sustenta que a massa inercial e gravitacional total de qualquer objeto é equivalente, o que significa que todos os corpos caem da mesma maneira quando sujeitos à gravidade", disse ela.
"Nossa equipe de pesquisa conduziu uma versão quântica do teste da torre inclinada".
A nova abordagem foi proposta pela primeira vez pelo Dr. Zych e da Universidade de Viena e pelo pesquisador da Academia Austríaca de Ciências Professor Caslav Brukner.
"Nosso teste contou com um recurso quântico único: superposição", disse Zych.
"Na física relativística, a massa total de um sistema depende de sua energia interna.
"Na teoria quântica, um sistema pode ocupar dois ou mais estados diferentes de energia 'de uma vez'. Isso é chamado de superposição quântica, o que significa que um sistema quântico pode ocupar diferentes energias de massa simultaneamente".
Uma equipe liderada pelo professor Guglielmo Tino da Universidade de Florença e pelo Istituto Nazionale di Fisica Nucleare de Roma (Instituto Nacional de Física Nuclear) projetou e realizou o experimento.
"As esferas no exemplo da Torre Inclinada de Galileu foram substituídas por átomos de rubídio", disse Zych.
"A torre foi substituída por um esquema desenvolvido pela equipe do professor Tino, baseado na interferometria de átomos de Bragg.
"O experimento confirmou a validade do princípio da equivalência de Einstein para superposições quânticas com uma precisão relativa de algumas partes por bilhão".
Explorar mais
Mais informações: G. Rosi et al, Teste quântico do princípio da equivalência para átomos em superposição coerente de estados internos de energia, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038 / NCOMMS15529
Informações da revista: Nature Communications
Fornecido por University of Queensland
Fonte: Physic News / por University of Queensland / 09-12-2019
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro
da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
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