Cientistas criaram energia do nada?

Publicado em 11.03.2013

vacuo

Existem algumas esquisitices na mecânica quântica. Uma delas é o estado de vácuo (vácuo quântico ou simplesmente vácuo), situação em que um sistema quântico está no seu estado de energia mais baixo possível.

Mesmo não abrigando nenhuma partícula, o vácuo quântico não está vazio – ele contém ondas eletromagnéticas flutuantes, e as assim chamadas partículas virtuais, que ficam saltando entre a existência e a não existência.

Além disso, o estado do vácuo tem uma energia de ponto zero, o menor nível de energia que um sistema mecânico quântico pode ter, que se manifesta como o efeito Casimir estático, uma força de atração entre paredes opostas em uma cavidade eletromagnética.

Agora, pesquisadores da Universidade Aalto na Finlândia e do Centro de Pesquisa Técnico VTT, também na Finlândia, demonstraram que existe um “efeito Casimir dinâmico”, usando um metamaterial dentro de uma cavidade de micro-ondas. Eles mostraram que, em certas condições, fótons reais são criados em pares, concluindo que tal criação é consistente com as predições da teoria de campo quântico.

Efeito Casimir dinâmico

Quando dois espelhos estão próximos e a distância entre eles é menor que o comprimento de onda das partículas virtuais, elas são excluídas do espaço entre os espelhos, e isto faz com que a pressão do vácuo externa aos espelhos seja maior que a interna. É o efeito Casimir estático.

Se movermos os espelhos, o mar de partículas virtuais se adapta a esse movimento e continua a aparecer e desaparecer (ao se aniquilarem). Mas se a velocidade dos espelhos começar a se aproximar da velocidade dos fótons, alguns fótons são separados de seus parceiros, e não são aniquilados. Por conta disso, os fótons virtuais se tornam reais, e o espelho começa a produzir luz – em teoria.

Na prática, é muito difícil acelerar um espelho até velocidades próximas da luz. Para conseguir isso, os cientistas usaram truques, como uma linha de transmissão conectada a um “dispositivo supercondutor de interferência quântica” ou SQUID. Ao alterar as características do SQUID, eles alteraram o comprimento elétrico efetivo da linha e esta mudança é equivalente a movimentar um espelho eletromagnético.

Fótons reais

Ao operar o mecanismo, os pesquisadores conseguiram demonstrar que os fótons podem ser gerados aos pares, e que a energia gerada está de acordo com a previsão teórica.

Obter os fótons não foi fácil, no entanto. O sistema era bastante sujeito a ruído que mascara os fótons produzidos, e também a ressonâncias que impedem o uso de certas frequências.

O Dr. Pasi Lähteenmäki e sua equipe pretendem utilizar o novo equipamento, com algumas alterações, para simular o horizonte de eventos de um buraco negro. Isso o permitirá estudar a radiação Hawking em laboratório.

Ainda existem outras aplicações potenciais para a descoberta, como o desenvolvimento de computadores quânticos mais poderosos, o estudo do Big Bang, da energia escura e da matéria escura.

Será que a comprovação de que o universo veio do nada está a caminho? [Phys.org, Nanowerk, Photonics]

Autor: Cesar Grossmann

Sou formado em Engenharia Elétrica, mas trabalho no setor público, gosto de xadrez e fotografia.

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15 Comentários

  1. Diga-me a origem do conhecimento. Após isso, em quem a origem se espelhou para ter o conhecimento que tem. Não diga-me que preciso de ‘bases’ como livros e cursos. Para a origem do conhecimento saber, bastou não saber.

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    • Alberto

      Por aí vc pode ver que há um “viés ideológico” invadindo a Ciência.

      Mais dia, menos dia, o “experimentalismo científico” será tão decadente quanto foi a escolástica no tempo de René Descartes e estará a exigir um novo “Discurso do Método” para re-formá-la.

      Hoje em dia, a única coisa que pode adiar esse triste momento da “sabedoria” científica é confirmarem a existência do Bóson de Higgs!

      Prometeram para março/2013 (pois a promessa de dez/2012 furou…).

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    • Obviamente você não sabe o que diz a física.

    • Se “A” Física diz que a energia aparece do nada, não há salamaleque matemático que me convença disso.

      Aliás, ainda não se conseguiu, na Matemática, fazer-se a divisão por zero.

      Impressionantemente, “a” Física (sei lá qual: a de Stephen Hawking, entre “tantas” outras físicas!!!) fez algo muito pior que isso: confirmou o Gênesis pois, realmente, “algo” pode sair do “nada”, sem precisar de deus!

      Basta uma experiência como essa para que “…uma energia de ponto zero…” seja suficiente para aparecer “…uma força de atração entre paredes opostas em uma cavidade eletromagnética…”

      O nada atrai nada…rsrsrsrsrs…!

      Quero ficar longe de uma Física como essa, prá que meu cérebro ainda continue sendo “alguma coisa”…afff…!!!

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  2. Jairo R. Morales

    P.: “…se o LHC confirmar a existência do campo de Higgs, então a conclusão inevitável será de que TODA A MATÉRIA DO UNIVERSO É VIRTUAL, originando-se de meras (????) flutuações de energia…”.

    Isso é bem interessante: “virtual” corresponde ao “potencial” aristotélico, ou seja, virtual não se opõe ao real, mas ao “atual” (o que está em ato é o que não está mais em potência).

    Isso é um belo golpe na concepção “materialista” do Universo, que precisará conferir com a “metafísica” aristotélica (uma volta de 2.500 anos aprox.) para revisar a “solidez inconsistente” de sua doutrina.

    O hiper-moderno pede a benção a seus pais da Antiguidade!!!!

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  3. P.: “…Será que a comprovação de que o universo veio do nada está a caminho?…”

    Comentário: com a ajuda de MERLIN, O MAGO sim, tudo veio de um passe de mágica.

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  4. Vou falar também uma grande bobagem. Este artigo está cheio de incertezas: (isto faz com que a pressão do vácuo externa aos espelhos seja maior que a interna. É o efeito Casimir estático). Pressão do vácuo?
    Por outro lado não acredito que o vácuo quântico seja capaz de gerar matéria. Ele não tem energia nem para acender um led. A formação da matéria deve ser mesmo da energia existente no universo que se descarrega em nosso universo em forma de raios gama. Veja na internet: “fisicos transformam fótons em matéria”.

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  5. O nada nesse caso não é exatamente nada. Foi necessário um monte de aparatos, ondas eletromagnéticas, etc… quem sabe esses fótons não apareceram devido a lixiviação dos “espelhos”?

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  6. como leigo ja não sei se isso violoa ou não a conservação de energia
    alguém sabe?

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    • Lucas, os fótons são gerados aos pares. Não cheguei a ler o artigo científico, mas é possível que eles se cancelem, não pode? A energia líquida permanece zero.

      Só fica um alerta, eu não li o artigo, e não sou físico, posso ter falado bobagem. Mas acho que é isso mesmo. Se estes fótons se encontrassem, se cancelariam.

    • Na aniquilação de pares, pósitron e elétrons se cancelam gerando dois fótons com momentos lineares opostos (conservação do momento linear). Todavia, dois fótons não e aniquilam. O que pode ocorrer é que um fóton encontre um campo elétrico muito intenso, como o de um núcleo atômico pesado, perca parte de sua energia e dê origem a um par de partícula e anti-partícula (efeito Compton).

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    • Ao menos, “alguma coisa” acontece! Afinal, o nada…não acontece mesmo!

      Hawking não conseguir anular a Lei de conservação de energia (a energia não pode ser criada, nem destruida…!!!!!!!!!!)

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