Um truque quântico para detectar ondas gravitacionais

A astronomia de ondas gravitacionais tem visto muitas melhorias desde que o sinal original foi capturado em 2015. Apesar disso, continua a ser um desafio de engenharia criar realmente os detectores necessários para medições precisas disso.

A astronomia de ondas gravitacionais teve muitas melhorias desde que o sinal original foi capturado em 2015. Uma nova doação do Instituto de Conceitos Avançados da NASA (NIAC) está financiando um conceito de uma equipe liderada por Paul Stankus no Laboratório Nacional de Brookhaven que poderia potencialmente resolver alguns desses problemas de engenharia - usando a mecânica quântica.

Detectores terrestres, como o LIGO, que detectou uma onda pela primeira vez em 2015, podem detectar ondas gravitacionais de frequência relativamente alta, na faixa de 10-10.000 Hz, que são causadas por buracos negros de massa estelar e colisões de estrelas de nêutrons. O campo também está prestes a ganhar um novo participante cobrindo parte da lacuna entre esses dois extremos - o LISA é um interferômetro baseado no espaço que detectará ondas mili-Hertz provenientes de fusões de buracos negros supermassivos.

No entanto, esse feixe tem que refletir em espelhos flutuantes precisamente a milhões de quilômetros de distância um do outro. Para configurar esta máquina quântica, primeiro você precisa lançar duas espaçonaves de tamanho moderado em órbitas de queda livre - com a característica principal de que elas não precisam estar conectadas por lasers, elas podem voar de forma totalmente independente.

Ambas as espaçonaves observam um conjunto de estrelas exatamente ao mesmo tempo e mantêm registros de data e hora muito precisos de tudo o que é detectado por seus detectores ultrarrápidos de fóton único. Esses carimbos de data e hora e contagens de fótons são então enviados de volta à Terra, onde os supercomputadores comparam seus tempos de chegada.

Tal como acontece com muitas propostas do NIAC, esta parece ficção científica, com mecânica quântica e detectores de fóton único envolvidos.

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