Em algum ponto entre o minúsculo mundo de partículas e átomos e o mundo muito maior que vivenciamos todos os dias, o comportamento quântico desaparece.
A mecânica quântica permite que as partículas existam em combinações de estados possíveis, um fenômeno conhecido como superposição. Essa estranha característica inspirou o famoso experimento mental de Schrödinger envolvendo um gato que estava vivo e morto até ser observado. No entanto, os objetos do mundo cotidiano não se comportam dessa maneira.
Os físicos chamam a perda desses efeitos quânticos específicos de decoerência. Por que exatamente ocorre a desintegração, e se a gravidade desempenha algum papel, continua sendo uma das principais questões em aberto na física fundamental.
Agora, um novo experimento apoiado pelo FQxI eliminou uma explicação importante para a gravidade. As descobertas foram publicadas em nova revista de física Em junho de 2026.
“Uma das questões mais profundas da física moderna é por que o estranho comportamento quântico que governa os átomos e as partículas elementares desaparece no mundo macroscópico que vivenciamos todos os dias”, diz Catalina Curceanu, membro do FQXI, diretora de pesquisa do Laboratório Nacional de Frascati do Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN-LNF) na Itália e porta-voz da colaboração VIP.
Testando o papel da gravidade na decoerência quântica.
O experimento foi conduzido no Laboratório Nacional INFN Gran Sasso (INFN-LNGS), o maior laboratório subterrâneo do mundo dedicado à física fundamental.
Os pesquisadores se concentraram em um modelo que propunha que a própria gravidade poderia ajudar a destruir a superposição quântica.
De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, objetos massivos dobram a estrutura do espaço-tempo. Na década de 1960, o físico teórico húngaro Frigyes Karolházy sugeriu que o espaço-tempo também poderia sofrer pequenas e inevitáveis flutuações.
No seu modelo, essas flutuações perturbariam gradualmente a superposição quântica. Este processo pode ajudar a explicar porque é que grandes objectos não permanecem nas estranhas combinações de estados permitidas pela mecânica quântica, tais como os estados vivos e mortos imaginados na experiência mental do gato de Schrödinger.
A ideia de Karolihazi vem chamando a atenção e recentemente foi revivida, refinada e renovado Por Angelo Bassi e colegas da FQxI.
Descoberta de uma fraca assinatura de radiação
As flutuações espaço-temporais projetadas não podem ser detectadas diretamente. Mas se existirem, deverão ter efeitos colaterais mensuráveis.
Eles farão com que partículas eletricamente carregadas se movam aleatoriamente e acelerem. Por sua vez, essas partículas deveriam emitir radiação eletromagnética extremamente fraca.
Um sinal tão fraco é difícil de detectar porque pode ser facilmente soterrado pela radiação de outras fontes, incluindo raios cósmicos.
É por isso que Gran Sasso é tão útil. O laboratório fica abaixo de 1,4 quilómetros de rocha que amortece a radiação, bloqueando a maior parte da interferência de fundo que de outra forma complicaria a descoberta.
“A proteção natural fornecida pelo recife cria um dos ambientes mais frescos da Terra para a detecção de fenómenos físicos extremamente raros”, diz Curceanu.
Os pesquisadores usaram um detector construído em torno de um pedaço de cristal de germânio de alta pureza do tamanho de uma caneca de café, protegido por camadas adicionais de cobre e chumbo.
Eles coletaram dados durante 62 dias e depois removeram a quantidade de radiação de fundo que esperavam ver. O que restou foi comparado ao padrão de radiação previsto pelo modelo Karolihazi.
O resultado foi simples: nenhum sinal apareceu.
Uma teoria importante é bem-sucedida
Esta descoberta não prova que a gravidade não tenha nada a ver com a decoerência quântica.
Em vez disso, rejeita uma versão crítica dessa ideia e dá aos físicos limites apertados para futuras teorias que liguem a gravidade à mecânica quântica.
“Esta ausência de sinal é por si só um importante resultado científico”, diz Curceanu. “Ao excluir um dos modelos de decoerência induzida pela gravidade mais antigos e naturais, este trabalho limita a busca por uma teoria que descreva a interação entre a gravidade e a mecânica quântica, aproximando-nos um passo da compreensão de um dos mistérios mais profundos da física fundamental.”
Da teoria quântica à física testável
O modelo de Karolházy baseia-se na ideia de que a natureza pode impor um limite fundamental à precisão com que podemos determinar a posição de um objecto ou medir a sua distância.
Desde que o modelo foi proposto, ideias semelhantes surgiram em várias tentativas modernas de unificar a gravidade e a mecânica quântica, incluindo a teoria das cordas e a gravidade quântica em loop.
“Toda abordagem da gravidade quântica termina com a previsão da existência de um comprimento mínimo associado à incerteza na medição do espaço-tempo”, diz Cristian Pisicchia, físico quântico do Centro de Pesquisa Enrico Fermi/INFN/VIP na Itália e líder experimental do novo estudo.
A gravidade quântica é frequentemente vista como um tópico que está muito além do alcance dos experimentos atuais. Mas este estudo acrescenta evidências crescentes de que pelo menos algumas previsões envolvendo a gravidade e a mecânica quântica podem já ser testáveis.
“Experimentos precisos estão agora atingindo níveis de sensibilidade onde podem testar ideias que, até recentemente, pertenciam quase exclusivamente ao domínio da especulação teórica”, diz Curceanu. “À medida que a sensibilidade melhora, a fronteira entre teoria e medição continua a expandir-se, abrindo novas possibilidades para explorar os princípios fundamentais que governam o nosso universo.”
Esta pesquisa foi apoiada pelo Foundational Questions Institute, FQXI, por meio do programa Consciência no Mundo Físico.
“O tipo de investigação que a FQxI incentiva reúne equipas de todas as gerações, de todas as fronteiras, de todas as disciplinas”, afirma Curceanu. “Pode realmente funcionar como uma incubadora de novas ideias.”
