Pela primeira vez, os pesquisadores mediram os efeitos das flutuaa§aµes qua¢nticas em um objeto na escala humana.
Imagem acima: O funciona¡rio da LIGO inspeciona um dos espelhos do observata³rio. Crédito: Caltech / MIT / LIGO Lab
Pela primeira vez, os pesquisadores mediram os efeitos das flutuações qua¢nticas em um objeto na escala humana. Em um artigo publicado hoje na Nature , eles relatam a observação de que flutuações qua¢nticas, por menores que sejam, podem "chutar" um objeto tão grande quanto os espelhos de 40 quilos do Observatório de Ondas Gravitacionais a Laser (Interfera´metro a Laser) da National Science Foundation (LIGO). ) , fazendo com que eles se movam em um grau infinitesimal. A equipe foi capaz de medir esses movimentos minaºsculos.
O novo estudo, liderado pelo MIT e incluindo vários pesquisadores do Laborata³rio LIGO com sede em Caltech, foi realizado no Observatório LIGO Livingston, na Louisiana.
Acontece que o ruado qua¢ntico nos detectores do LIGO ésuficiente para mover os grandes espelhos de 10 a 20 metros, um deslocamento previsto para um objeto desse tamanho pela meca¢nica qua¢ntica, mas nunca havia sido medido antes. Para medir esse movimento, a equipe usou um instrumento especial que eles criaram chamado "espremedor qua¢ntico" para manipular o ruado qua¢ntico do detector e reduzir seus chutes aos espelhos; Ao reduzir o ruado qua¢ntico, eles foram capazes de determinar quanto isso contribuiu para o movimento dos espelhos.
"a‰ a amplitude da luz que chuta os espelhos", disse ele. "Aproveitamos uma brecha na natureza que nos permite empurrar o barulho para uma área em que não estamos interessados".
"a‰ realmente impressionante ver que a luz espremida, um feixe de luz com apenas um punhado de fa³tons por segundo, pode realmente reduzir o movimento desses espelhos enormes que pesam tanto quanto uma pessoa pequena", diz a co-autora Sheila Dwyer, uma Cientista da Caltech que trabalha nas instalações da LIGO Hanford em Washington. "Nessas frequências, existem tantas fontes de ruado que fazem o espelho se mover, por isso éimpressionante que o impacto seja realmente claro nesse resultado".
Rana Adhikari, professora de física da Caltech e membro do Laborata³rio LIGO, explica que a luz comprimida reduz a quantidade de ruado qua¢ntico indesejado, empurrando o ruado para a amplitude das ondas de luz em vez da fase das ondas de luz, e éisso eles querem medir.
"a‰ a amplitude da luz que chuta os espelhos", disse ele. "Aproveitamos uma brecha na natureza que nos permite empurrar o barulho para uma área em que não estamos interessados".
Ao usar luz compactada para reduzir o ruado qua¢ntico na medição LIGO, a equipe fez uma medição mais precisa do que o limite qua¢ntico padra£o; essa redução de ruado ajudara¡ o LIGO a detectar fontes mais fracas e distantes de ondas gravitacionais.
"Ainda mais no futuro, esse tipo de pesquisa poderia ser usado para melhorar smartphones, carros auta´nomos e outros tipos de tecnologia", diz Adhikari. "A equipe de pesquisadores do LIGO Livingston, na Louisiana, foi fundamental para que essas observações acontecessem".