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Descobrindo a gravidade quântica – Cientistas decifram o código cósmico que intrigou Einstein

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Descobrindo a gravidade quântica – Cientistas decifram o código cósmico que intrigou Einstein

Os pesquisadores desenvolveram um método para medir a gravidade em nível microscópico, representando um grande avanço na compreensão da gravidade quântica. Crédito: SciTechDaily.com

Os físicos mediram com sucesso a gravidade no mundo quântico, descobrindo a fraca atração gravitacional sobre uma pequena partícula usando uma nova técnica que utiliza ímãs suspensos, aproximando os cientistas da solução dos mistérios do universo.

Os cientistas estão um passo mais perto de desvendar as forças misteriosas do universo depois de descobrirem como medir a gravidade no nível microscópico.

Os especialistas nunca compreenderam completamente como a força descoberta por Isaac Newton funciona no minúsculo reino quântico.

Até Einstein ficou intrigado com a gravidade quântica e disse na sua teoria da relatividade geral que nenhuma experiência realista poderia mostrar uma versão quântica da gravidade.

Um avanço na gravidade quântica

No entanto, físicos da Universidade de Southampton, trabalhando com cientistas na Europa, conseguiram detectar uma força de atração fraca numa pequena partícula utilizando uma nova técnica.

Eles afirmam que isso poderia abrir caminho para a descoberta da evasiva teoria da gravidade quântica.

Experiência publicada em Avanço da ciência revista, usou ímãs de alta potência para detectar a gravidade em partículas microscópicas – pequenas o suficiente para desafiar o reino quântico.

Experiência de impressão artística quântica

Impressão artística do experimento quântico. Crédito: Universidade de Southampton

Pesquisa pioneira em gravidade

O autor principal, Tim Fox, da Universidade de Southampton, disse que as descobertas podem ajudar os especialistas a encontrar a peça que falta no quebra-cabeça em nossa imagem da realidade.

Ele acrescentou: “Durante um século, os cientistas tentaram e não conseguiram compreender como a gravidade e a mecânica quântica funcionam juntas.

“Conseguimos agora medir sinais gravitacionais com a menor massa alguma vez registada, o que significa que estamos um passo mais perto de compreender como a gravidade funciona em conjunto.

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“A partir daqui começaremos a reduzir o tamanho da fonte usando esta técnica até chegarmos ao mundo quântico em ambos os lados.

“Ao compreender a gravidade quântica, podemos resolver alguns dos mistérios do nosso universo – como como começou, o que acontece dentro dos buracos negros ou unificar todas as forças numa grande teoria.”

As regras do mundo quântico ainda não são totalmente compreendidas pela ciência, mas acredita-se que partículas e forças no nível microscópico interajam de maneira diferente do que com objetos de tamanho normal.

Acadêmicos de Southampton conduziram o experimento com cientistas da Universidade de Leiden, na Holanda, e do Instituto de Fotônica e Nanotecnologia, na Itália, financiado por uma bolsa da UE Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

O estudo utilizou uma configuração sofisticada envolvendo dispositivos supercondutores, conhecidos como armadilhas, com campos magnéticos, detectores sensíveis e isolamento avançado de vibração.

Uma força de tração fraca, de apenas 30 amperes, foi medida em uma partícula tão pequena quanto 0,43 mg, mantendo-a em temperaturas de congelamento até um centésimo de grau acima. Zero absoluto – Cerca de -273 graus Celsius.

Expandindo os horizontes da pesquisa quântica

O professor de física Hendrik Ulbricht, também da Universidade de Southampton, disse que os resultados abrem portas para futuros experimentos entre objetos e forças menores.

Ele acrescentou: “Estamos ampliando os limites da ciência que podem levar a novas descobertas sobre a gravidade e o mundo quântico.

“Nossa nova tecnologia que usa temperaturas criogênicas e dispositivos para isolar a vibração das partículas provavelmente provará o caminho a seguir para medir a gravidade quântica.

“Desvendar esses mistérios nos ajudará a descobrir mais segredos sobre a estrutura do universo, desde as menores partículas até as maiores estruturas cósmicas.”

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Referência: “Medindo a Gravidade com Massas Elevadas em Miligramas” por Tim M. Fox e Dennis J. Uitenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht e Tjerk H. Osterkamp, ​​​​23 de fevereiro de 2024, Avanço da ciência.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949

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Físicos dizem que podem ter detectado uma falha poderosa no universo

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Físicos dizem que podem ter detectado uma falha poderosa no universo

“Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

Einstein 2.0

Os pesquisadores descobriram o que chamam de “falha cósmica” na gravidade, o que poderia ajudar a explicar o estranho comportamento do universo em escala cósmica.

Conforme detalhado em A Novo papel Publicado em Jornal de Cosmologia e Física de AstropartículasUma equipe da Universidade de Waterloo e da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, levanta a hipótese de que a teoria da relatividade geral de Albert Einstein pode não ser suficiente para explicar… A expansão do universo acelerou.

“O modelo de gravidade de Einstein foi essencial para tudo, desde a teoria do Big Bang até à imagem de buracos negros”, disse o autor principal e estudante de pós-graduação em física matemática na Universidade de Waterloo, Robin Wein. Declaração sobre a pesquisa. “Mas quando tentamos compreender a gravidade ao nível cósmico, ao nível dos aglomerados de galáxias e mais além, encontramos contradições claras com as previsões da relatividade geral.”

“É como se a própria gravidade tivesse parado completamente de corresponder à teoria de Einstein”, acrescentou. “Chamamos esta discrepância de ‘falha cósmica’: a gravidade torna-se cerca de 1% mais fraca quando se trata de distâncias de milhares de milhões de anos-luz.”

imperfeição

Em resposta, a equipa criou um novo modelo para tal “falha” que modifica a teoria de Einstein para resolver estas contradições.

“Pense nisso como uma nota de rodapé à teoria de Einstein”, disse Wen no comunicado. “Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

É uma solução possível para um problema que intriga astrônomos e físicos há décadas.

“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo estava a expandir-se”, explicou o coautor e professor de astrofísica da Universidade de Waterloo, Niesh Afshordi. “Quanto mais distantes estão as galáxias, mais rápido elas se movem, a ponto de parecerem se mover quase à velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein.”

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“Nossas descobertas sugerem que, nessas mesmas escalas, a teoria de Einstein também pode ser inadequada”, acrescentou.

Segundo Afshordi, a proposta de correção do “desequilíbrio cósmico” é apenas o começo.

“Este novo modelo pode ser apenas a primeira pista do quebra-cabeça cósmico que estamos começando a desvendar no espaço e no tempo”, disse ele.

Mais sobre a expansão do universo: Os físicos sugerem que o universo está cheio de matéria que se move mais rápido que a luz

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O módulo solar em órbita captura a delicada coroa do Sol com detalhes impressionantes [Video]

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O módulo solar em órbita captura a delicada coroa do Sol com detalhes impressionantes [Video]

A missão da Solar Orbiter é estudar o Sol de perto e em altas latitudes, fornecer as primeiras imagens dos pólos solares e explorar a heliosfera. Fonte: ESA/ATG medialab

Impressionantes vistas de perto do Sol revelam a sua estrutura magnética dinâmica e temperaturas extremas, capturadas pelo Solar Orbiter da Agência Espacial Europeia em colaboração com… NASASonda Solar Parker.

Esta paisagem em constante mudança (veja o vídeo abaixo) é a aparência do sol de perto. o Agência Espacial Europeiade Órbita solar A transição da atmosfera inferior do Sol para a coroa externa mais quente é retratada. As estruturas semelhantes a cabelos são compostas de gás carregado (plasma), traçando as linhas do campo magnético que emergem do interior do sol.

As áreas mais brilhantes têm cerca de um milhão de graus CelsiusEnquanto a matéria fria parece escura porque absorve radiação.

Este vídeo foi gravado em 27 de setembro de 2023, pelo instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) no Solar Orbiter. Naquela época, a espaçonave estava a cerca de um terço da distância da Terra ao Sol, rumo à sua aproximação mais próxima de 27 milhões de milhas (43 milhões de km) em 7 de outubro de 2023.

No mesmo dia em que este vídeo foi gravado, a Parker Solar Probe da NASA estava apenas escaneando 4,51 milhões milhas (7,26 milhões de quilômetros) Da superfície do sol. Em vez de obter imagens diretas do Sol, Parker mediu partículas e campos magnéticos na coroa solar e no vento solar. Esta foi uma oportunidade ideal para as duas missões se unirem, uma vez que os instrumentos de detecção remota da Solar Orbiter liderada pela ESA monitorizaram a região de origem do vento solar que mais tarde fluiria através da Parker Solar Probe.

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Observe musgo, espículas, erupção e chuva

Canto inferior esquerdo: Uma característica interessante que pode ser vista ao longo deste filme é o gás brilhante formando delicados padrões semelhantes a rendas ao longo do sol. Isso é chamado de “musgo” coronal. Geralmente aparece ao redor da base de grandes loops coronais que são muito quentes ou muito fracos para serem vistos com as configurações escolhidas do instrumento.

No horizonte solar: Torres de gás, conhecidas como espículas, chegam bem acima da cromosfera do Sol. Pode atingir uma altitude de 10.000 km (6.200 milhas).

Centro por volta de 0:22: Uma pequena erupção no centro do campo de visão, com material frio subindo para o topo antes que a maior parte caia de volta para o fundo. Não se deixe enganar pelo uso da palavra “pequena” aqui: esta erupção é maior que a Terra!

À esquerda do centro, por volta das 0:30: A chuva coronal “fria” (provavelmente inferior a 10.000°C/18.000°F) parece escura contra o fundo brilhante de grandes anéis coronais (cerca de 1 milhão de graus Celsius). A chuva consiste em aglomerados de plasma de alta densidade que recuam em direção ao Sol sob a influência da gravidade.


Este é o mesmo vídeo acima, mas sem as legendas. Crédito da imagem: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team

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Cientistas do LANL descobriram mais evidências de ambientes anteriores semelhantes à Terra em Marte

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Cientistas do LANL descobriram mais evidências de ambientes anteriores semelhantes à Terra em Marte

Cientistas dos Laboratórios Nacionais de Los Alamos afirmam ter descoberto ambientes semelhantes aos da Terra em Marte.

LOS ALAMOS, Novo México – Cientistas dos Laboratórios Nacionais de Los Alamos afirmam ter descoberto ambientes semelhantes aos da Terra em Marte.

O Curiosity Rover explora a superfície de Marte desde 2015, quando pousou na cratera Gale, ao longo do equador do planeta.

O objetivo da missão é descobrir de que é feita a superfície do planeta e se ela poderia sustentar vida.

“Depois de pousarmos, encontramos muitas evidências de água corrente, como rios desaguando em lagos. Parece que a rocha do lago que representa o lago está lá há muito tempo na cratera Gale”, disse Patrick Gasda, cientista pesquisador da. LANL.

Imagens enviadas pelo Curiosity Rover mostram o grande campo de rochas de manganês.

Jasda disse: “Podemos ver que as rochas são camadas e são todas planas. Esta é uma característica das rochas formadas em lagos. Além disso, essas rochas são minerais argilosos ou rochas que só podem se formar na água.”

Embora a água já tenha desaparecido há muito tempo, isso não significa necessariamente que toda a vida também desapareceu.

“Todas as observações que temos até agora indicam que se existem micróbios em Marte como a Terra, então seria perfeitamente normal viver em Marte”, disse Gasda.

Gasda publicou suas descobertas no Journal of Geophysical Research, detalhando o que sua equipe observou enquanto trabalhava no rover Curiosity. Eles aprenderam muito com as fotos.

“Cada vez que olhamos para uma imagem de Marte, somos os primeiros a olhar para a imagem e podemos usar a nossa experiência científica para tentar compreender o que está a acontecer”, disse Gasda.

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