Efeito Unruh pode unificar relatividade e mecânica quântica

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 23/09/2025

O calor invisvel do vcuo quntico

Fsicos desenvolveram um mtodo para detectar o efeito Unruh, um fenmeno teorizado h dcadas, mas que nunca foi verificado experimentalmente.

Se a tcnica funcionar como preveem Haruna Katayama e Noriyuki Hatakenaka, da Universidade de Hiroshima, no Japo, isso representar um passo importante no esforo para unificar a teoria da relatividade e a mecnica quntica, os dois pilares da fsica moderna, mas que no conversam um com outro.

O efeito Unruh prev que um observador em acelerao enxerga o vcuo como um mar de partculas quentes. Enquanto um observador parado no espao v o vcuo como um vazio frio, a acelerao cria uma espcie de “calor fantasma”, fazendo com que partculas subatmicas surjam e desapaream, as famosas partculas virtuais, que parecem surgir do nada no vcuo quntico – sim, a matria resultado das flutuaes do vcuo quntico. O viajante vai trombando com essas partculas e gerando calor.

Esse fenmeno uma das conexes mais profundas e estranhas entre a teoria da relatividade de Einstein e a teoria quntica. Ela foi estabelecida pelo fsico canadense William Unruh (1945-) justamente na tentativa de ver efeitos qunticos na relatividade.

Contudo, apesar de sua importncia terica, o efeito Unruh nunca foi observado diretamente. a que a dupla japonesa entra na histria, propondo uma maneira prtica de detect-lo.

• O que voc veria se sua nave acelerasse at a velocidade da luz?

Como observar o efeito Unruh

O principal obstculo para observar experimentalmente o efeito Unruh a acelerao colossal necessria para torn-lo detectvel. Para que o “calor do vcuo” fosse perceptvel, seriam necessrias aceleraes da ordem de 10²⁰ m/s², uma fora inalcanvel com a tecnologia atual. Essa barreira tecnolgica fez com que o efeito ficasse restrito ao campo da teoria nos quase 50 anos desde que ele foi previsto.

Os dois fsicos japoneses acreditam ser possvel superar esse desafio com uma abordagem engenhosa: Eles propem construir um circuito supercondutor e us-lo para induzir um movimento circular de pares de fluxons, que so unidades fundamentais (quanta) de fluxo magntico. O anel supercondutor foi projetado com uma geometria que permite que os fluxons atinjam aceleraes efetivas altssimas, comparveis s necessrias para se observar o efeito Unruh.

Nesse sistema, o “calor quntico” gerado pela acelerao provoca um evento de partio nos pares de fluxons. Essa partio, por sua vez, se manifesta como um salto na tenso eltrica (voltagem) claro e mensurvel atravs do circuito supercondutor. este salto de voltagem que serve como a impresso digital do efeito Unruh, convertendo um fenmeno quntico invisvel e microscpico em um sinal eltrico macroscpico facilmente detectvel. A anlise estatstica desses saltos permitir medir a temperatura induzida pelo efeito Unruh com preciso.

“Um dos aspectos mais surpreendentes que as flutuaes qunticas microscpicas podem induzir saltos de voltagem sbitos e macroscpicos, tornando o evasivo efeito Unruh diretamente observvel,” afirmou o professor Hatakenaka.

Aplicaes alm da fsica fundamental

A descoberta vai muito alm da verificao de uma teoria. A capacidade de detectar flutuaes qunticas com alta sensibilidade abrir o caminho para novas tecnologias, como sensores qunticos avanados, com aplicaes em reas que vo da medio de preciso computao quntica.

Alm disso, os pesquisadores esperam que a nova abordagem inspire outras pesquisas sobre a natureza do espao-tempo e da realidade quntica, contribuindo para a busca por uma teoria unificada que conecte todas as leis da fsica.

“Nosso prximo passo imediato ser conduzir uma anlise detalhada dos processos de decaimento dos pares fluxon-antifluxon. Isso inclui investigar exaustivamente o papel do tunelamento quntico macroscpico, um fenmeno da mecnica quntica em que partculas podem atravessar barreiras de potencial, o que no foi amplamente explorado neste trabalho inicial. Compreender esses intrincados mecanismos de decaimento ser crucial para refinar a deteco experimental do efeito Unruh,” concluiu Katayama.

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