Tornado quântico é criado para simular buraco negro

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Um grupo de pesquisadores criou pela primeira vez um vórtice gigante em hélio superfluido, conhecido como tornado quântico, para simular um buraco negro. O estudo conduzido por pesquisadores da Universidade de Nottingham permitiu observar o comportamento desses objetos supermassivos e como eles interagem com seu entorno.

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Para quem tem pressa:

Acredita-se que os buracos negro tem rotação e causem um efeito de arrasto em seu entorno;
Para simular esse efeito aqui na Terra, os pesquisadores usaram hélio superfluido;
No experimento foi possível ver vórtices quânticos se formando.

A pesquisa publicada na revista Nature também contou com a participação de pesquisadores da King’s College London e da Universidade de Newcastle. No experimento, foi possível observar ondas na superfície do líquido muito semelhantes ao arrasto criado em volta dos buracos negros.

Representação de um buraco negro (Crédito: Merlin74/ Shutterstock)

Leia mais:

O tornado quântico no hélio superfluido

Alguns pesquisadores acreditam que os buracos negros possuem rotação. Isso, combinado com a deformação do espaço-tempo prevista pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, gera um arrasto conhecido como efeito Lense-Thirring. No entanto, as consequências desse efeito foram pouco estudadas pelos pesquisadores.

Para simular esse arrasto no estudo, os cientistas utilizaram hélio superfluido em temperaturas inferiores a −271 graus Celsius, o que deu ele propriedades quânticas incomuns. Essas características adquiridas com a baixa temperatura fazem com que o hélio forme pequenos vórtices quânticos que tendem a se espalhar um dos outros. No experimento, os pesquisadores confinaram dezenas de milhares desses objetos para formar algo semelhante a um tornado, tendo um fluxo de vórtice com força recorde no reino dos fluidos quânticos.

Montagem do experimento com hélio superfluido para simular o arrasto dos buracos negros (Crédito: Leonardo Solidoro)

O trabalho abre novas oportunidades de desenvolver simulações de teorias quânticas de campos de temperatura finita no complexo reino dos espaços-tempos curvos. Em comunicado, Silke Weinfurtner, líder do estudo, apontou que o experimento levou as investigações dos mistérios por trás da rotação dos buracos negros para um próximo nível, sendo ser possível prever como os campos quânticos se comportavam no espaço-tempo deformado em torno do buraco negro.

A pesquisa também pode fornecer um novo método para o estudo do efeito de arrasto dos buracos negros, que até então era avaliado a partir de simulações envolvendo agua.