Cientistas da Universidade de Estocolmo, do Nordita e da Universidade de Tübingen propõem detectar ondas gravitacionais pela observação de alterações na luz emitida por átomos.
A abordagem teórica sugere que nuvens atômicas milimétricas podem substituir detectores atuais que exigem quilômetros de extensão.
Conforme detalhou o portal ScienceDaily, o artigo foi aceito para publicação na Physical Review Letters.
Enquanto o LIGO e o Virgo medem distorções no espaço-tempo entre espelhos separados por grandes distâncias, a nova ideia explora modificações no campo quântico onde os átomos se encontram.
As ondas gravitacionais distorcem o espaço-tempo e modulam o campo quântico. Esse processo altera sutilmente a frequência da luz emitida pelos átomos de forma direcional conforme o fóton é liberado.
O fenômeno ocorre durante a emissão espontânea. Um átomo absorve energia, alcança estado excitado e depois retorna ao nível inferior ao liberar um fóton com frequência precisa.
A distorção causada pela onda gravitacional gera um desvio imperceptível nessa frequência. O efeito depende da direção da emissão e permite separar o sinal real do ruído de fundo.
Sistemas com átomos frios e relógios atômicos representam plataformas promissoras para o teste experimental. Esses arranjos possibilitam interações de longa duração que amplificam a sensibilidade ao efeito previsto.
Os pesquisadores indicam que um conjunto adequado de átomos poderia operar em escala de milímetros. Essa dimensão contrasta fortemente com as instalações quilométricas dos observatórios atuais.
A viabilidade da tecnologia permitiria redes densas de sensores em laboratórios de pequeno porte. Satélites de baixo custo também poderiam incorporar os detectores para monitoramento contínuo.
Eventos extremos como fusões de buracos negros e colisões de estrelas de nêutrons seriam observados em tempo real com maior cobertura. A expansão geográfica e espacial das medições aumentaria tanto a quantidade quanto a precisão dos dados coletados.
O efeito teórico permanece extremamente fraco e demanda medições de frequência com precisão extraordinária. Ruído ambiental, ruído quântico e outros interferentes representam obstáculos significativos que exigem soluções técnicas.
O estudo ainda se limita ao domínio teórico e aguarda validação experimental. Os autores enfatizam a necessidade de testes que confirmem a separação eficaz entre sinal e ruído.
A proposta indica potencial para uma classe de instrumentos menores e mais acessíveis em diversos centros de pesquisa. Essa evolução poderia expandir de forma relevante as capacidades de observação de fenômenos cósmicos extremos.
Com informações de olhardigital.com.br.
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