Expedição ao polo Sul busca evidências para provar existência da gravidade quântica

Uma expedição científica realizada ao polo Sul da Terra, liderada por cientistas do Instituto Niels Bohr (NBI) da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, teve como objetivo encontrar evidências da existência da gravidade quântica.

O projeto contou com cinco mil sensores espalhados por uma área de um quilômetro quadrado próximo do polo Sul terrestre, mais especificamente na Estação de Amundsen-Scott, na Antártica. Esses sensores vão ajudar a responder a uma das grandes questões pendentes da física: se a gravidade quântica realmente existe.

O que é gravidade quântica?

Há mais de um século os cientistas têm tentado compreender como a força da gravidade e a mecânica quântica funcionam juntas.

Assim, a gravidade quântica — o "Santo Graal” da física moderna, é uma teoria que busca unificar duas vertentes fundamentais da física: a física clássica, que descreve os movimentos dos corpos no mundo visível, e a mecânica quântica, que governa o comportamento de partículas subatômicas (átomos e partículas).

A gravitação quântica, em si, busca conciliar no domínio quântico subatômico a aplicação da interação gravitacional. O desafio final é construir uma teoria do campo unificado (a teoria de tudo), que descreva todas as interações nos domínios micro e macrocósmico.

Análise de neutrinos para confirmar gravidade quântica

Os cientistas desenvolveram um método para analisar minuciosamente 300 mil neutrinos detectados pelo Observatório de Neutrinos do Polo Sul IceCube (na Antártica), e os resultados foram divulgados recentemente em um artigo na revista Nature Physics. O neutrino é uma partícula subatômica sem carga elétrica e que interage com outras partículas apenas por meio da gravidade e da força nuclear fraca.

Porém, esses neutrinos em questão não são os ‘exóticos’ provenientes de fontes distantes no espaço, mas sim são aqueles gerados na atmosfera quando partículas cósmicas de alta energia colidem com as moléculas de nitrogênio e outros componentes.

Segundo os cientistas, apesar da sua origem mais “doméstica”, esses neutrinos atmosféricos do estudo são abundantes e fornecem uma base sólida para a validação da metodologia utilizada. O próximo passo então é analisar os neutrinos vindos do espaço profundo, que podem oferecer pistas mais claras sobre a existência da gravidade quântica.

O ponto crucial deste estudo está nas oscilações dos neutrinos de longo alcance – suas mudanças de “sabor” à medida que viajam. A detecção dessas oscilações pode ser a primeira evidência concreta da existência da gravidade quântica.

Sem análises conclusivas

Contudo, apesar de não terem obtido resultados conclusivos até o momento, os cientistas estão otimistas. “Embora tivéssemos esperanças de ver mudanças relacionadas à gravidade quântica, o fato de não as termos visto não exclui em nada que elas sejam reais”, disse Tom Stuttard, professor do NBI.

Segundo ele, por anos os físicos duvidaram se os experimentos poderiam testar a gravidade quântica. “Nossa análise mostra que isso é realmente possível, e com futuras medições com neutrinos astrofísicos, bem como detectores mais precisos sendo construídos na próxima década, esperamos finalmente responder a essa pergunta fundamental”, disse.

Concluindo: a procura por evidências no polo sul está em andamento, e apesar de ainda não terem alcançado seu objetivo, os cientistas vão continuar essa jornada. A confirmação da existência da gravidade quântica seria um avanço significativo, representando um marco na compreensão da natureza fundamental do Universo.

Referência da notícia:

The IceCube Collaboration. “Search for decoherence from quantum gravity with atmospheric neutrinos”, Nature Physics, 2024.