O que voc veria se sua nave acelerasse at a velocidade da luz?

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Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 04/05/2022

O que voc

As estrelas se espichando em meio a um quadro brilhante? No o que diz a mecnica quntica.
[Imagem: StarWars.com/Divulgao]

Salto para o hiperespao

Para os fs de Guerra nas Estrelas, as estrelas transformando-se em riscos sobre um fundo negro conforme a Millennium Falcon salta para o hiperespao uma imagem cannica.

Mas o que um piloto realmente veria se pudesse acelerar em um instante atravs do vcuo do espao at prximo velocidade da luz?

A previso terica mais aceita para isso conhecida como efeito Unruh, teorizado por William Unruh em 1976, que prev que os viajantes superluminares vero um “brilho quente”, uma luz amarelada tomando conta de tudo, o que tambm exigir um bom escudo da nave, uma vez que essas partculas tero alta energia.

A probabilidade de testar essa teoria muito pequena, porque ver o efeito exigiria enormes aceleraes ou grandes quantidades de tempo de observao: Um objeto teria que ser acelerado at a velocidade da luz em menos de um milionsimo de segundo, algo equivalente a uma fora G de um quatrilho (1015) de metros por segundo ao quadrado, enquanto um piloto de caa normalmente experimenta uma fora G de 10 m/s2.

Transparncia induzida por acelerao

Mas Barbara Soda e seus colegas da Universidade de Waterloo, no Canad, acreditam que d para corrigir a cena de Guerra nas Estrelas sem precisar construir uma nave espacial que se aproxime da velocidade da luz.

Em vez de observar o efeito espontaneamente, Soda prope estimular o fenmeno, de uma maneira que amplifica o efeito Unruh ao mesmo tempo em que suprime outros efeitos concorrentes. A equipe compara sua ideia a lanar uma capa de invisibilidade sobre outros fenmenos convencionais, o que deve revelar o efeito Unruh, que muito mais fraco.

Se essa “transparncia induzida por acelerao” funcionar, a estimativa que o efeito possa ser observado em poucas horas.

” um experimento difcil, e no h garantia de que seremos capazes de faz-lo, mas essa ideia nossa esperana mais prxima. Agora, pelo menos, sabemos que h uma chance em nossas vidas em que podemos realmente ver esse efeito,” disse o professor Vivishek Sudhir, do MIT, membro da equipe.

O que voc

De acordo com uma previso conhecida como efeito Unruh, os pilotos da Millenium Falcon veriam um brilho quente ao saltarem para o hiperespao.
[Imagem: Christine Daniloff/MIT]

Trajetria transparente

Prev-se que o efeito Unruh ocorra espontaneamente no vcuo. De acordo com a teoria quntica de campos, o chamado vcuo quntico no simplesmente um espao vazio, mas sim um campo de flutuaes qunticas inquietas, com cada banda de frequncia medindo aproximadamente o tamanho de meio fton. Unruh previu que um corpo acelerando nesse vcuo pululante deve amplificar essas flutuaes, de uma forma que produz um brilho quente de partculas.

A equipe prope aumentar a probabilidade de visualizar o efeito Unruh adicionando luz ao cenrio, uma abordagem conhecida como estimulao.

“Quando voc adiciona ftons ao campo, est adicionando ‘n’ vezes mais dessas flutuaes do que esse meio fton que est no vcuo,” explicou Sudhir. “Ento, se voc acelerar por esse novo estado do campo, esperaria ver efeitos que tambm escalam ‘n’ vezes o que voc veria apenas no vcuo”.

O problema que os ftons adicionais tambm amplificariam outros efeitos no vcuo quntico, como os chamados efeitos ressonantes, tipicamente regidos pela mecnica clssica.

a que entra a transparncia induzida pela acelerao: A equipe demonstrou teoricamente que, se um objeto – como um tomo – puder acelerar com uma trajetria muito especfica atravs de um campo de ftons, o tomo vai interagir com o campo de tal modo que ftons de uma determinada frequncia parecero essencialmente invisveis ao tomo.

O experimento consistir ento em traar essa trajetria especfica do tomo, de tal forma que os demais efeitos fiquem “transparentes”, sobrando quase to somente a radiao termal gerada pelo efeito Unruh.

O que voc

Mo na massa

Os pesquisadores j tm algumas ideias de como projetar um experimento com base em suas hipteses: Eles planejam construir um acelerador de partculas do tamanho de um laboratrio, capaz de acelerar um eltron para perto da velocidade da luz, que eles ento estimulariam usando um feixe de laser em comprimentos de micro-ondas. Eles esto procurando maneiras de projetar o caminho do eltron para suprimir os efeitos clssicos, ao mesmo tempo amplificando o efeito Unruh.

Na verdade, antes de tamanho investimento, seria bom se eles conversassem com a equipe da professora Silke Weinfurtner, da Universidade de Nottingham, que recentemente props estudar o vcuo quntico e o efeito Unruh usando partculas de som, os fnons.

Bibliografia:

Artigo: Acceleration-Induced Effects in Stimulated Light-Matter Interactions
Autores: Barbara Soda, Vivishek Sudhir, Achim Kempf
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 128, 163603
DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.163603

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