O Imperial College London fez algo complicado.
Eles provaram que é possível cancelar o ruído em um experimento quântico sem cancelar também o sinal. Isso importa. Porque se você quiser ouvir o universo primitivo gritar em ondas gravitacionais ou sentir a contração da matéria escura, primeiro terá que excluir todo o resto.
“Já sabemos há muito tempo… que os sensores quânticos podem ajudar-nos a compreender… só recentemente… é que se tornou possível construí-los…”
— Dr.
O problema do ruído
O universo é barulhento. Ou melhor, o laser está alto.
Para encontrar novas fontes de ondas gravitacionais, os físicos usam interferômetros atômicos. Esses instrumentos dividem nuvens de átomos com lasers e observam como eles se movem. Pequeno. Preciso. Lindo. Mas os lasers introduzem ruído de fase. Enorme ruído de fase. Ele abafa o sinal antes mesmo que ele possa começar.
Se o ruído for maior que a resposta, você não obterá resposta. Apenas estático.
Os cientistas tiveram uma solução durante anos. Um método diferencial. Execute dois interferômetros lado a lado. Compare-os. O ruído que atinge ambos é anulado. O estranho sinal da matéria escura permanece.
A ideia é boa. O problema é a execução. Até junho de 2026 era apenas uma ideia. Ninguém havia demonstrado que funcionava quando as condições eram complicadas. Condições reais. Não é uma simulação pura.
Testando a Teoria
Então a equipe Imperial construiu um protótipo.
Dentro de seu laboratório ultrafrio, eles usaram duas nuvens de estrôncio-87. Locais separados. Um laser de relógio medindo ambos. Eles não apenas testaram, eles enfatizaram.
Eles adicionaram ruído. Ruído de fase artificial deliberado que excedeu em muito o que os lasers reais produzem. Eles queriam quebrá-lo. E aconteceu. Individualmente, cada interferômetro parecia inútil. Aleatório. Os padrões de interferência desapareceram.
Então eles os compararam.
O sinal voltou. Não foi apenas detectável, atingiu o limite quântico. O nível de ruído fundamental estabelecido pela própria física. O ruído do laser desapareceu.
Em seguida, eles injetaram um sinal oscilante falso. Como uma onda gravitacional passageira. Ainda veio claramente. Mesmo que nenhuma das máquinas pudesse ver por conta própria. Juntos eles poderiam.
Não parece estranho como a verdade se esconde no intervalo entre dois erros?
Construindo os Gigantes
Este é um experimento de mesa. Mas aponta para a ciência dos arranha-céus.
O trabalho vem do AION, do Observatório de Interferômetro Atom e da Netwrok. Um esforço liderado pelo Reino Unido que se conecta a parceiros internacionais. Eles estão analisando o MAGIS no Fermilab nos EUA. E talvez até o CERN.
Existe uma proposta chamada AICE. Interferometria Atômica no CERN. Ele usaria essas técnicas em distâncias em escala de quilômetros. Se eles construírem, o CERN abrirá uma nova janela. Não apenas nas colisões de partículas, mas na estrutura quântica do espaço-tempo.
“Reaproveitando relógios atômicos e interferômetros atômicos… para abrir janelas inteiramente novas…”
— Dr.
O professor Oliver Buchmuller considera isso um marco. Talvez um eufemismo. É um sinal verde para instalações quânticas de grande escala. Do tipo que lida com a matéria escura. Do tipo que olha para bandas de frequência atualmente invisíveis para nós.
Os sensores existem. O método funciona.
Agora eles precisam ficar maiores. E quando isso acontecer, poderemos finalmente ouvir a respiração do universo.
Publicado: Nature, 17 de junho de 2326
Colaboração: AION
Principais colaboradores: C. F. A. Baynham R. Hobson O. Buchmueller et al.
Financiamento: Programa QTFP da Royal Society UKRI (STFC/EPSRC)
