MADRID 26 maio (EUROPA PRESS) -
Pesquisadores da Universidade Complutense de Madri (UCM) prevêem um novo cristal temporal inspirado na física dos buracos negros, ao qual deram o nome de “cristal temporal de Hawking”.
O trabalho, publicado na revista “Physical Review Letters”, insere-se no âmbito da chamada gravidade analógica, uma linha de pesquisa que reproduz fenômenos gravitacionais por meio de sistemas físicos realizáveis em laboratório, e conecta pela primeira vez esse campo ao dos cristais temporais utilizando condensados de Bose-Einstein, gases formados por milhões de átomos frios que se comportam como uma única onda macroscópica de matéria.
Um dos principais objetos de estudo da gravidade analógica é a radiação de Hawking, a radiação de natureza quântica emitida espontaneamente pelo horizonte de eventos de um buraco negro, prevista na década de 1970 por Stephen Hawking.
Por outro lado, um cristal temporal é um estado da matéria que apresenta oscilações periódicas e estáveis no tempo de maneira espontânea. Em outras palavras, pode ser entendido como uma espécie de relógio que desenvolve um ritmo próprio sem precisar ser cordado.
“Hoje em dia, os cristais temporais já constituem um campo de pesquisa por si só, apresentando inúmeras aplicações potenciais, incluindo relógios e sensores quânticos”, explica Fernando Sols, pesquisador do grupo de Física Teórica da Matéria Condensada da UCM.
O inovador “cristal temporal de Hawking” é gerado pela amplificação da radiação de Hawking que surge no chamado “laser de buraco negro”, um sistema com dois horizontes análogos aos de um buraco negro, onde a radiação de Hawking ricocheteia e se amplifica repetidamente, de forma semelhante à luz em um laser óptico.
O “cristal temporal de Hawking” se comporta como um pêndulo quântico, ou seja, um pêndulo que se encontra em uma superposição quântica de todas as suas trajetórias possíveis. Esse pêndulo só se materializa em uma trajetória definida quando o observamos, momento a partir do qual já oscila periodicamente como um pêndulo mais convencional.
“Nosso trabalho demonstra como ideias surgidas de objetos tão exóticos e distantes quanto os buracos negros, completamente fora de nossa experiência cotidiana, podem acabar se materializando em aplicações concretas em laboratório”, destaca Juan Ramón Muñoz de Nova, que desenvolveu a pesquisa na UCM e atualmente é pesquisador Ramón y Cajal do Instituto de Estrutura da Matéria do CSIC.
O estudo, desenvolvido ao longo de aproximadamente um ano e meio, combina cálculos analíticos e simulações numéricas realistas por meio de métodos de Monte Carlo quântico.
Segundo os pesquisadores, essas ideias poderiam ser transferidas no futuro para outras plataformas quânticas, como fluidos de luz ou fibras ópticas não lineares, e contribuir para o desenvolvimento de relógios quânticos, bem como para a investigação da natureza quântica do próprio tempo
O cristal temporal de Hawking representa uma maneira completamente nova e alternativa de gerar cristais temporais com base em conceitos gravitacionais e é o resultado de uma longa linha de trabalho do grupo de pesquisa da UCM sobre gravidade analógica (desde 2011) e cristais temporais (desde 2022).
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