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"Buraco negro" feito em laboratório cria algo semelhante à Radiação Hawking

Cientistas estão um pouco mais perto de desvendar a radiação Hawking, que, teoricamente, é emitida por buracos negros. Uma equipe liderada por Lotte Mertens, da Universidade de Amsterdã, na Holanda, criou um “buraco negro” minúsculo e encontrou pistas promissoras sobre a teoria de Stephen Hawking.

Buracos negros não permitem que partículas escapem após atravessar seu horizonte de eventos. Ao atravessar essa fonteira, nem mesmo a luz pode se livrar da gravidade extraordinária desses objetos.

Como a radiação que conhecemos é “feita” das mesmas partículas que a luz visível, a física considera que buracos negros não emitem radiação alguma — por isso, são “negros”, invisíveis aos telescópios em qualquer comprimento de onda.

Porém, de acordo com as descobertas de Stephen Hawking na década de 1970, os buracos negros podem, sim, emitir um tipo de radiação. É que o espaço curvo ao redor do buraco negro está constantemente emitindo radiação devido à curvatura ao seu redor, sendo ele próprio a fonte de energia.

Assim, o horizonte de eventos do buraco negro encolhe gradualmente, ao longo de um longo período de tempo, mas essa radiação não pode ser observada ou detectada até que o buraco negro esteja realmente perto de se evaporar completamente. E isso deve legar algumas dezenas ou centenas de bilhões de anos.

“Buracos negros” criados em laboratório

O horizonte de eventos de um buraco negro não permite que a luz escape; por isso não podemos ver através dele (Imagem: Reprodução/kall1st0/Envato)
O horizonte de eventos de um buraco negro não permite que a luz escape; por isso não podemos ver através dele (Imagem: Reprodução/kall1st0/Envato)

Alguns experimentos para simular a física de buracos negros em laboratórios já obtiveram algum sucesso em observar algo semelhante à radiação Hawking — dentro do possível, considerando que ninguém criou um buraco negro de verdade.

Dessa vez, os pesquisadores criaram uma cadeia unidimensional de átomos, que serviu como um caminho para os elétrons "saltarem" de uma posição para outra. Em seguida, ajustaram a “facilidade” com que esse salto pode ocorrer, resultando na anulação de algumas propriedades.

Isso criou uma espécie de horizonte de eventos, análogo àquele dos buracos negros, que interfere na natureza ondulatória dos elétrons, causando um aumento na temperatura correspondente às previsões teóricas ao que aconteceria em um sistema de buraco negro real.

Teoricamente, a radiação Hawking se manifesta em um tipo de emissão térmica. A energia para isso vem do próprio buraco negro e suas dinâmicas que distorcem o espaço-tempo ao seu redor. No experimento, também foi observada radiação térmica, mas apenas sob simulações que imitam um espaço-tempo “plano”.

Isso sugere que a radiação Hawking só poderia ser térmica dentro de determinadas situações. “Isso pode abrir um espaço para explorar aspectos fundamentais da mecânica quântica e da gravidade e espaços-tempos curvos em várias configurações de matéria condensada”, escrevem os pesquisadores.

A pesquisa foi publicada na Physical Review Research.

Fonte: Canaltech

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