Fifra-se, nerds: A NASA está construindo o primeiro sensor quântico de gravidade para o espaço-um instrumento do tamanho de uma mala que em breve poderá medir tudo, desde água subterrânea até reservas ocultas de petróleo, tudo observando como as nuvens dos átomos agem sob a força da gravidade.
Pesquisadores do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL), juntamente com vários parceiros, estão desenvolvendo o projeto, apelidado de Pathfinder Gradiometer da Gravidade Quântica (QGGPF). Como o próprio nome indica, o QGGPF é um gradiômetro de gravidade, que mede como a aceleração de um objeto se compara ao de outro objeto próximo; A diferença na aceleração dos objetos corresponde à força gravitacional que atua em cada objeto. Quando a gravidade é mais forte, os objetos – aka testam massas – caíram mais rapidamente.
A gravidade da Terra não é constante – isso muda sutilmente o tempo todo, enquanto a massa muda ao redor do planeta. Processos geológicos como atividade tectônica, parto de geleiras ou drenagem aqüíferos podem impulsionar levemente forças gravitacionais em uma área ou outra. Em nossa escala física, essas mudanças são imperceptíveis-mas não aos instrumentos ultra-sensíveis dos cientistas.
Essas pequenas variações não são apenas uma peculiaridade da natureza – elas têm utilidade real para sistemas de navegação, mapeamento de recursos naturais e até segurança nacional. Com os sensores certos, os cientistas podem usar a gravidade para “ver” o que está escondido na superfície da Terra. Quanto mais nítido o mapa da gravidade, melhor entendemos o que está acontecendo no metrô.
“Poderíamos determinar a massa do Himalaia usando átomos”, disse Jason Hyon, tecnólogo -chefe da Earth Science na JPL, em uma NASA liberar. O QGGPF usará especificamente os átomos de rubidium, resfriados para o zero absoluto, que se comportam mais como ondas do que as partículas para fazer suas medições de fora no espaço.
Aqui é onde a magia quântica entra: o QGGPF usa duas nuvens de átomos ultra fria-as massas de teste-e compara a rapidez com que elas se enquadram em relação a uma à outra. A queda mais rápida indica uma gravidade mais forte nesse local. A diferença na aceleração entre as duas nuvens diz aos cientistas onde estão as anomalias gravitacionais.
Ao contrário dos gradiômetros mais antigos da gravidade, o QGGPF usa física quântica para garantir repetibilidade e precisão. “Com os átomos, posso garantir que todas as medidas serão as mesmas”, disse o físico Sheng-Wey Chiow. “Somos menos sensíveis ao ruído ambiental.”
O QGGPF inclui essas medidas aguçadas em um pequeno pacote por padrões de voo espacial: o dispositivo pesa apenas 125 quilos e ocupa cerca de 0,25 metros cúbicos.
Os gradiômetros da gravidade quântica podem ser 10 vezes mais sensíveis que os sensores de gravidade clássica, de acordo com a liberação da NASA. Isso significa dados mais nítidos, menos pontos cegos e muito mais informações sobre o que está acontecendo abaixo dos nossos pés – e talvez em outros planetas no futuro.
O QGGPF deve ser lançado até o final da década, e sua missão principal é provar a tecnologia – daí o “Pathfinder” em seu nome. “Ninguém voou um desses antes”, disse o JPL PostDoc Ben Stray, no mesmo lançamento. “Temos que testá -lo no espaço para saber do que é realmente capaz.”
Se o QGGPF voa e tiver um desempenho esperado, podemos não apenas mapear nosso próprio planeta com detalhes sem precedentes, como poderíamos mudar a maneira como examinamos as entranhas Gassy e Rocky de mundos distantes.
