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Nanotecnologia

Torre de Pisa de luz permite ver átomos caindo por 20 segundos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/11/2019

Torre de Pisa óptica permite ver átomos caindo por 20 segundos
O esquema e a foto da "Torre de Pisa" para jogar átomos e medir a gravidade.
[Imagem: Sarah Davis]

Interferometria atômica

Assim como o famoso experimento de Galileu na Torre de Pisa - consta que ele lançou bolas de canhão de diferentes massas para medir a influência da gravidade -, os gravímetros baseados na interferometria de átomos podem detectar pequenas variações nos campos gravitacionais por meio da observação do comportamento dos átomos caindo.

Em termos mais específicos, a interferometria atômica é uma técnica que usa as propriedades quânticas de átomos extremamente frios para medir com precisão vários aspectos da física, como a inércia ou a gravidade, ou para procurar novos fenômenos físicos ou atômicos.

No entanto, a sensibilidade e a precisão das medições gravitacionais são amplamente dependentes do período de tempo em que um átomo em queda livre pode ser "interrogado" e da distância que ele cai, o que até agora estava limitado a apenas 2,3 segundos em um espaço de 10 metros - essa interrogação refere-se às "conversas" que os instrumentos fazem com o átomo ao fazer as medições.

Em vez de soltar átomos como bolas de uma torre, Victoria Xu e seus colegas das universidades da Califórnia (EUA) e Copenhague (Dinamarca) desenvolveram agora um interferômetro de átomos aprisionados que se mostrou capaz de expandir o tempo de interrogação do átomo para 20 segundos.

Para isso, eles usaram uma treliça óptica para controlar e suspender átomos ultrafrios, aumentando significativamente a capacidade de medir seu comportamento sob a ação de um campo gravitacional e, por extensão, a precisão das medições gravitacionais.

Mais do que isso, os resultados mostraram uma supressão de mais de 10.000 vezes no ruído vibracional comum até nos gravímetros atômicos mais modernos, melhorando drasticamente a relação sinal/ruído das medições.

O novo design também permite configurações atômicas altamente sensíveis e precisas, ainda que utilize equipamentos bem mais compactos do que os anteriores.

Bibliografia:

Artigo: Probing gravity by holding atoms for 20 seconds
Autores: Victoria Xu, Matt Jaffe, Cristian D. Panda, Sofus L. Kristensen, Logan W. Clark, Holger Müller
Revista: Science
Vol.: 366 Issue 6466
DOI: 10.1126/science.aay6428






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