Para os fa£s de "Guerra nas Estrelas", as estrelas listradas vistas do cockpit da Millennium Falcon enquanto ela salta para o hiperEspaço éuma imagem cana´nica. Mas o que um piloto realmente veria se pudesse acelerar em um instante atravanãs do va¡cuo do Espaço? De acordo com uma previsão conhecida como efeito Unruh, ela provavelmente veria um brilho quente.

Desde a década de 1970, quando foi proposto pela primeira vez, o efeito Unruh iludiu a detecção, principalmente porque a probabilidade de ver o efeito éinfinitesimalmente pequena, exigindo enormes acelerações ou grandes quantidades de tempo de observação. Mas pesquisadores do MIT e da Universidade de Waterloo acreditam ter encontrado uma maneira de aumentar significativamente a probabilidade de observar o efeito Unruh, que detalham em um estudo publicado na Physical Review Letters .

Em vez de observar o efeito espontaneamente como outros tentaram no passado, a equipe propaµe estimular o fena´meno, de uma maneira muito particular que aumenta o efeito Unruh enquanto suprime outros efeitos concorrentes. Os pesquisadores comparam sua ideia a lana§ar uma capa de invisibilidade sobre outros fena´menos convencionais, o que deve revelar o efeito Unruh muito menos a³bvio.

Se puder ser realizado em um experimento prático, essa nova abordagem estimulada, com uma camada adicional de invisibilidade (ou "transparaªncia induzida por aceleração", conforme descrito no artigo) poderia aumentar muito a probabilidade de observar o efeito Unruh. Em vez de esperar mais do que a idade do universo para uma parta­cula em aceleração produzir um brilho quente como prevaª o efeito Unruh, a abordagem da equipe reduziria esse tempo de espera para algumas horas.

“Agora, pelo menos, sabemos que háuma chance em nossas vidas de realmente vermos esse efeito”, diz o coautor do estudo Vivishek Sudhir, professor assistente de engenharia meca¢nica do MIT, que estãoprojetando um experimento para capturar o efeito com base na teoria do grupo. “a‰ um experimento difa­cil e não hágarantia de que seremos capazes de fazaª-lo, mas essa ideia énossa esperana§a mais próxima”.

Os coautores do estudo também incluem Barbara Å oda e Achim Kempf, da Universidade de Waterloo.

O efeito Unruh também éconhecido como efeito Fulling-Davies-Unruh, em homenagem aos três fa­sicos que o propuseram inicialmente. A previsão afirma que um corpo que estãoacelerando no va¡cuo deve de fato sentir a presença de radiação quente puramente como um efeito da aceleração do corpo. Esse efeito tem a ver com interações qua¢nticas entre matéria acelerada e flutuações qua¢nticas no va¡cuo do espaço vazio.

Para produzir um brilho quente o suficiente para ser medido pelos detectores, um corpo como um a¡tomo teria que acelerar atéa velocidade da luz em menos de um milionanãsimo de segundo. Tal aceleração seria equivalente a uma força G de um quatrilha£o de metros por segundo ao quadrado (um piloto de caça normalmente experimenta uma força G de 10 metros por segundo ao quadrado).

“Para ver esse efeito em um curto período de tempo, vocêteria que ter uma aceleração incra­vel”, diz Sudhir. "Se vocêtivesse alguma aceleração razoa¡vel, teria que esperar uma quantidade enorme de tempo - mais do que a idade do universo - para ver um efeito mensura¡vel."

Qual seria, então, o ponto? Por um lado, ele diz que observar o efeito Unruh seria uma validação das interações qua¢nticas fundamentais entre matéria e luz. E por outro, a detecção pode representar um espelho do efeito Hawking osuma proposta do fa­sico Stephen Hawking que prevaª um brilho tanãrmico semelhante, ou "radiação Hawking", a partir de interações de luz e matéria em um campo gravitacional extremo, como em torno de um buraco negro.

"Ha¡ uma estreita conexão entre o efeito Hawking e o efeito Unruh - eles são exatamente o efeito complementar um do outro", diz Sudhir, que acrescenta que, se alguém observasse o efeito Unruh, "teria observado um mecanismo que écomum a ambos os efeitos."

Prevaª-se que o efeito Unruh ocorra espontaneamente no va¡cuo. De acordo com a teoria qua¢ntica de campos , um va¡cuo não ésimplesmente um espaço vazio, mas sim um campo de flutuações qua¢nticas inquietas , com cada banda de frequência medindo aproximadamente o tamanho de meio fa³ton. Unruh previu que um corpo acelerando no va¡cuo deve amplificar essas flutuações, de uma forma que produz um brilho quente e tanãrmico de partículas

Em seu estudo, os pesquisadores introduziram uma nova abordagem para aumentar a probabilidade do efeito Unruh, adicionando luz a todo o cena¡rio osuma abordagem conhecida como estimulação.

“Quando vocêadiciona fa³tons ao campo, estãoadicionando 'n' vezes mais dessas flutuações do que esse meio fa³ton que estãono va¡cuo”, explica Sudhir. "Então, se vocêacelerar por esse novo estado do campo, esperaria ver efeitos que também escalam 'n' vezes o que vocêveria apenas no va¡cuo".

No entanto, além do efeito qua¢ntico Unruh, os fa³tons adicionais também amplificariam outros efeitos no va¡cuo osuma grande desvantagem que impediu que outros caçadores do efeito Unruh adotassem a abordagem de estimulação.

Å oda, Sudhir e Kempf, no entanto, encontraram uma solução alternativa, por meio de "transparaªncia induzida por aceleração", um conceito que eles introduziram no artigo. Eles mostraram teoricamente que, se um corpo como um a¡tomo pudesse acelerar com uma trajeta³ria muito especa­fica atravanãs de um campo de fa³tons, o a¡tomo interagiria com o campo de tal forma que fa³tons de uma certa frequência pareceriam essencialmente invisa­veis ao a¡tomo.

“Quando estimulamos o efeito Unruh, ao mesmo tempo também estimulamos os efeitos convencionais ou ressonantes, mas mostramos que, ao projetar a trajeta³ria da parta­cula, podemos essencialmente desativar esses efeitos”, diz Å oda.

Ao tornar todos os outros efeitos transparentes, os pesquisadores poderiam ter uma chance melhor de medir os fa³tons , ou a radiação tanãrmica proveniente apenas do efeito Unruh, como os fa­sicos previram.

Os pesquisadores já tem algumas ideias de como projetar um experimento com base em suas hipa³teses. Eles planejam construir um acelerador departículas do tamanho de um laboratório capaz de acelerar um elanãtron para perto da velocidade da luz, que eles então estimulariam usando um feixe de laser em comprimentos de onda de micro-ondas. Eles estãoprocurando maneiras de projetar o caminho do elanãtron para suprimir os efeitos cla¡ssicos, enquanto amplificam o indescrita­vel efeito Unruh.

"Agora temos esse mecanismo que parece amplificar estatisticamente esse efeito por meio de estimulação", diz Sudhir. "Dada a história de 40 anos desse problema, agora, teoricamente, corrigimos o maior gargalo."