Cientistas da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, desenvolveram uma nova abordagem para estudar buracos negros, que tradicionalmente são desafiadores de se observar diretamente devido à sua natureza de não emitir luz. Este método inovador envolve o uso de hélio superfluido, que tem uma viscosidade 500 vezes menor que a da água, criando um simulador quântico.
O processo envolve colocar o hélio superfluido em um tanque com uma hélice giratória. A fricção extremamente baixa neste ambiente, combinada com condições semelhantes a um vórtice, permite que o hélio exiba efeitos quânticos incomuns. Esses efeitos foram relatados pela New Scientist como permitindo a observação de fenômenos semelhantes a buracos negros. Entre esses fenômenos estão o “modo de ressonância” e as interações de campos cósmicos com vórtices gravitacionais.
O trabalho da equipe da Universidade de Nottingham foi detalhado em um artigo publicado no servidor de pré-impressão arXiv em 2023 e revisado em novembro do mesmo ano.
Silke Weinfurtner, da Universidade de Nottingham, destacou a universalidade da física e seus modelos matemáticos em uma entrevista ao The Guardian. “A física se repete em muitos lugares. É um conjunto de modelos matemáticos que são muito universais. E se a matemática é a mesma, a física deve ser a mesma,” disse Weinfurtner. Ela ainda descreveu esses análogos como um “presente da natureza”, ressaltando o valor de sistemas que replicam os mesmos processos físicos.
O estudo de buracos negros é crucial tanto para a astronomia quanto para a física geral. Os buracos negros são significativos para entender a formação do universo e representam um ponto de contenda entre a Relatividade Geral de Albert Einstein e a Teoria Quântica de Campos. Essas duas teorias parecem se contradizer no contexto de buracos negros.
O buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, Sagitário A*, tem um diâmetro de cerca de 23,5 milhões de quilômetros. Em contraste, os vórtices quânticos artificiais criados pela equipe da Universidade de Nottingham são muito menores, com apenas alguns milímetros de diâmetro. Apesar de seu tamanho, esses vórtices são maiores do que os anteriores criados a partir de fluidos quânticos.
Patrik Švančara, também da Universidade de Nottingham, contou à New Scientist sobre os desafios na formação desses vórtices. Eles são compostos de pequenos pacotes conhecidos como quanta. Tipicamente, acumular muitos quanta leva à instabilidade. No entanto, neste experimento, cerca de 4.000 quanta foram combinados com sucesso para criar um “vórtice quântico gigante”.
Segundo a New Scientist, esses vórtices quânticos facilitam o estudo de buracos negros, proporcionando uma maneira mais tangível de explorar esses objetos celestes elusivos. Embora não seja exatamente o mesmo que estudar buracos negros reais, este método oferece um avanço significativo na pesquisa de buracos negros. A ideia é sucintamente capturada na frase, “se você não pode ir a um buraco negro, você pode trazer o buraco negro até você.”
