Em um estudo recente publicado em 20 de março na revista Nature, uma equipe de físicos descreve um marco importante na simulação das condições extremas encontradas ao redor dos buracos negros. Utilizando superfluido de hélio resfriado a uma temperatura próxima do zero absoluto, eles conseguiram criar um turbilhão sem fricção, simulando assim a maneira com que os buracos negros fazem o espaço-tempo girar em sua periferia.
Este turbilhão, composto por milhares de pequenos vórtices combinados em um único grande turbilhão, permitiu aos pesquisadores observar comportamentos semelhantes aos dos buracos negros. Notavelmente, eles detectaram um fenômeno semelhante ao "ringdown" dos buracos negros, um fenômeno pelo qual um buraco negro recém-fusionado oscila em seu eixo.
O experimento, conduzido por Patrik Svancara e sua equipe da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, utiliza o superfluido de hélio para estudar em detalhe e com uma precisão sem precedentes as interações dentro do turbilhão. O superfluido de hélio, cuja viscosidade é extremamente baixa, oferece uma oportunidade única de investigar esses fenômenos sem as restrições presentes em experimentos anteriores realizados com água.
O trabalho de Svancara e seus colegas faz parte de uma busca de longa data para unificar a teoria da relatividade geral de Einstein com a mecânica quântica. Os buracos negros, com sua capacidade de deformar o espaço-tempo, são um campo de estudo para físicos buscando compreender as leis da física em condições extremas.
Estudo das ondas na interface de um superfluido de hélio, capturando flutuações de altura em escala micrométrica.
As diferentes partes da imagem mostram:
a) um panorama geral da superfície com áreas especificadas para um esvaziamento central e um limite exterior;
b-e) ilustrações de modos azimutais, identificados pelo número de cristas ou depressões ao longo de um círculo, analisados através de uma transformação de Fourier;
f, g) espectros de ondas mostrando as frequências de ondulação em diferentes raios, com uma ausência notável de excitações de baixa frequência, e comparações entre previsões teóricas e observações experimentais marcadas por linhas amarelas e vermelhas.
Esta pesquisa poderia eventualmente permitir prever o comportamento dos campos quânticos nos espaços curvados ao redor dos buracos negros astrofísicos, segundo Silke Weinfurtner, co-autora do estudo e professora de física na Universidade de Nottingham.