Átomo de hélio 'invisível' ajuda cientistas a confirmar a eletrodinâmica quântica

Físicos da Universidade Nacional Australiana desenvolveram o método de medição mais sensível

da energia potencial do átomo: dentro de um centésimo de uma parte deciliônica de um joule, ou 10-35 joules.Eles o usaram para confirmar a eletrodinâmica quântica (QED), que é a teoria quântica de campos das interações eletromagnéticas, bem como a parte mais desenvolvida da teoria quântica de campos.

Um estudo publicado esta semana naA revista Science, baseia-se na definição da cor da radiação laser, na qual o átomo de hélio é invisível. Como observam os autores do novo trabalho, o experimento é uma confirmação independente dos métodos anteriores usados ​​para testar a eletrodinâmica quântica. Entre eles está a medição de transições de um estado de energia de um átomo para outro.

"Esta invisibilidade é apenas paraum determinado átomo e uma determinada cor de luz. Portanto, não pode ser usado para fazer a capa da invisibilidade que Harry Potter usou para explorar os cantos escuros de Hogwarts, explica Bryce Henson, principal autor do novo trabalho, na Escola de Pesquisa de Física da Universidade Nacional Australiana. “Mas conseguimos explorar algumas das ‘ruas secundárias’ da teoria QED.”

Com um laser de resolução extremamente altae átomos resfriados a 80 bilionésimos de grau acima do zero absoluto (80 nanokelvins), os cientistas alcançaram sensibilidade nas medições de energia, que era 5 ordens de magnitude menor que a energia dos átomos, cerca de 10-35 J.

“Isso é tão pequeno que não consigo pensar em um único fenômeno com o qual possa ser comparado”, acrescentou o autor do estudo.

Graças a essas medições, os cientistas conseguiram deduzirvalores muito precisos da cor invisível do hélio. Para comparar seus resultados com a previsão teórica do QED, eles recorreram ao professor Li-Yang Tang, da Academia Chinesa de Ciências em Wuhan, e ao professor Gordon Drake, da Universidade de Windsor, no Canadá. Como resultado, os cientistas conseguiram que o valor teórico era apenas um pouco menor que o experimental, e também 1,7 vezes maior que o erro experimental.

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