Cientistas da Universidade de Estocolmo, da Nordita e da Universidade de Tübingen sugeriram detectar ondas gravitacionais observando mudanças na luz emitida por átomos. As ondas alterariam sutilmente as frequências dos fótons em diferentes direções, sem alterar as taxas de emissão. Essa abordagem poderia permitir detectores compactos usando sistemas de átomos frios.
Ondas gravitacionais, ondulações no espaço-tempo causadas por eventos como colisões de buracos negros, são geralmente detectadas com instrumentos de escala quilométrica que medem mudanças minúsculas de distância. Um estudo teórico aceito para publicação na Physical Review Letters oferece um método inovador: examinar como essas ondas afetam a emissão espontânea de átomos. Os átomos liberam luz em frequências específicas ao retornarem a estados de energia mais baixos, interagindo com o campo eletromagnético quântico. As ondas gravitacionais modulam esse campo, alterando as frequências dos fótons emitidos de forma direcional, dizem os pesquisadores. Jerzy Paczos, doutorando na Universidade de Estocolmo, explicou: 'As ondas gravitacionais modulam o campo quântico, o que, por sua vez, afeta a emissão espontânea. Essa modulação pode deslocar as frequências dos fótons emitidos em comparação com o caso sem ondas.' A taxa total de emissão de luz permanece inalterada, criando um padrão direcional distinto no espectro que revela a direção e a polarização da onda, ajudando a distinguir sinais do ruído. Essa assinatura passou despercebida até agora porque o brilho geral permanece o mesmo. A ideia tem como alvo ondas de baixa frequência, relevantes para futuras missões espaciais. Sistemas como relógios atômicos com transições ópticas precisas e longos tempos de interação em configurações de átomos frios são promissores para testes. Navdeep Arya, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Estocolmo, observou: 'Nossas descobertas podem abrir um caminho para a detecção compacta de ondas gravitacionais, onde o conjunto atômico relevante é de escala milimétrica.' Os autores comparam os átomos a um tom constante alterado direcionalmente pela passagem de ondas. Embora as estimativas sejam promissoras, uma análise de ruído completa é necessária para a viabilidade. O estudo, de Jerzy Paczos, Navdeep Arya, Sofia Qvarfort, Daniel Braun e Magdalena Zych, foi fornecido pela Universidade de Estocolmo.
