O vácuo quântico tem menos do que energia zero: estudo

Ou algo tem energia, ou não tem nenhuma. Certo? Pode parecer óbvio que sim, mas não é dessa maneira que a física funciona. Sob certas condições, em determinados pontos do espaço e do tempo, é possível existir algo chamado de “energia negativa”.

Pelo menos foi o que descobriu um novo estudo internacional liderado por pesquisadores da Universidade Técnica de Viena (Áustria), da Universidade Livre de Bruxelas (Bélgica) e do Instituto de Tecnologia Indiano Kanpur (Índia).

Energia negativa

Antes de mais nada, vale lembrar que o conceito de energia negativa (que sugere a existência de massa negativa também) só é aceitável dentro da teoria quântica, enquanto gera alguns problemas no caso da teoria da relatividade geral, por exemplo.

Mesmo dentro das ideias quânticas, porém, é um conceito que vem com alguns limites. Atualmente, os pesquisadores estão investigando até que ponto tal energia negativa é admissível.

A teoria quântica dita que é possível “emprestar” energia, como estar devendo no banco – você pode estar no negativo, ficar com a conta positiva, mas essa quantia terá que ser paga em algum momento. Mas qual o valor máximo desse tipo de “crédito de energia”?

Diversos estudos já tocaram no assunto, conhecido no meio científico como “juros quânticos”, mas nenhum resultado foi bem aceito pela comunidade.

Entrelaçamento quântico

Algumas teorias tentam estabelecer esse limite ligando a física quântica à teoria da relatividade geral, como a “condição de energia nula quântica” (“quantum null energy condition” ou QNEC), que depende de algo chamado de “entropia de entrelaçamento”.

“Em certo sentido, a entropia de entrelaçamento é uma medida de quão fortemente o comportamento de um sistema é governado pela física quântica. Se o entrelaçamento quântico desempenha um papel crucial em algum momento do espaço, por exemplo, próximo à borda de um buraco negro, um fluxo de energia negativo pode ocorrer por um certo tempo e energias negativas se tornam possíveis nessa região”, esclarece um dos autores do estudo, Daniel Grumiller, ao Phys.org.

Grumiller e sua equipe foram um pouco além dessas considerações anteriores que se referiram às teorias quânticas que seguiam as simetrias da relatividade especial, mostrando que a conexão entre energia negativa e entrelaçamento quântico é um fenômeno muito mais geral e que as condições de energia que proíbem a extração de quantidades infinitas de energia do vácuo são válidas para teorias quânticas variadas, independentemente de simetrias.

Energia não se cria do nada

Nada disso significa que energia pode ser criada do nada, onde não há nenhuma. Conforme já foi explicado pelos pesquisadores, o sistema é de “empréstimo” e tem consequências.

“O fato de a natureza permitir uma energia menor que zero por um certo período de tempo em um determinado local não significa que a lei de conservação de energia seja violada”, destacou Grumiller. “Para permitir fluxos de energia negativos em um determinado local, é preciso compensar fluxos de energia positivos nas imediações”.

Fonte: Hypescience

Cristiane Tavolaro

Sou física, professora e pesquisadora do departamento de física da PUC-SP. Trabalho com Ensino de Física, atuando principalmente em ensino de física moderna, ótica física, acústica e novas tecnologias para o ensino de física. Sou membro fundadora do GoPEF - Grupo de Pesquisa em Ensino de Física da PUC-SP e co-autora do livro paradidático Física Moderna Experimental, editado pela Manole.

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