Proposta usa um anel de hélio quase no zero absoluto para buscar um efeito previsto por Einstein, ainda difícil de detectar.
Um anel de hélio resfriado a poucos milésimos de grau acima do zero absoluto pode se tornar uma nova maneira de observar como a rotação da Terra modifica o espaço e o tempo ao redor do planeta. A proposta foi apresentada por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley, da Academia Austríaca de Ciências e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em estudo publicado em 15 de outubro de 2026 na revista Physical Review Letters.
O efeito procurado é chamado de arrasto de referenciais, ou frame-dragging. Ele não é uma força visível no cotidiano. Trata-se de uma consequência da relatividade geral de Albert Einstein: corpos com muita massa e em rotação podem alterar levemente a geometria do espaço-tempo próximo a eles.
Uma rotação quase imperceptível
A Terra gira e, segundo a teoria, também arrasta muito discretamente o espaço-tempo em sua vizinhança. O resultado pode aparecer como uma lenta mudança na orientação do eixo de giroscópios próximos em relação às estrelas distantes. O problema é que o sinal produzido pelo planeta é minúsculo e pode ser escondido por vibrações, imperfeições do instrumento e ruído térmico.
O novo trabalho não relata uma medição já realizada. Os autores fizeram uma análise teórica para avaliar se um sensor quântico baseado em hélio poderia, em princípio, separar o sinal relativístico das perturbações causadas pelo calor.
Segundo a Physical Review Letters, o estudo publicado em 2026 propõe usar um giroscópio de hélio-4 superfluido para investigar o arrasto de referenciais produzido pela rotação da Terra.
Como o hélio vira um detector de rotação
Quando a temperatura do hélio-4 cai abaixo de 2,17 kelvin, aproximadamente 271 graus Celsius negativos, o material entra em uma fase chamada superfluida. Nesse estado, ele pode escoar com resistência extremamente baixa, permitindo que seu movimento preserve informações muito delicadas sobre a rotação do sistema.
A ideia é colocar o hélio dentro de um tubo em formato de anel. Em uma parte desse circuito ficaria uma junção de Josephson, uma barreira com poros nanométricos que conecta as duas regiões do fluido. Se o dispositivo girar, surge uma diferença de fase quântica entre os lados da junção.
Essa diferença seria acompanhada por meio do deslocamento de um diafragma mecânico ligado ao circuito de hélio. Em linguagem simples, o sistema transformaria uma alteração quase invisível na rotação em um movimento que pode ser medido.
O que os cálculos indicam
Experimentos anteriores já demonstraram que sensores de hélio superfluido conseguem registrar a rotação da própria Terra. O desafio agora é identificar a parcela adicional associada ao arrasto do espaço-tempo, que é muito menor do que o efeito rotacional comum.
Para estudar essa possibilidade, a equipe analisou como o ruído térmico afetaria o sensor em diferentes temperaturas. O resultado sugere que operar o dispositivo a cerca de 10 milikelvins, ou seja, 0,01 kelvin, poderia reduzir de maneira importante as perturbações provocadas pelo calor.
De acordo com os pesquisadores, um giroscópio funcionando nessa faixa teria potencial para alcançar ou até superar a sensibilidade das melhores medições de arrasto de referenciais feitas até agora, com menor tempo de observação. Isso ainda é uma previsão baseada em modelos, não uma confirmação experimental do desempenho.
Por que medir no laboratório importa
As medições mais conhecidas do arrasto de referenciais exigiram missões espaciais ou instrumentos especialmente projetados para acompanhar giroscópios por longos períodos. A proposta do hélio permitiria realizar o teste em um laboratório na Terra, desde que os componentes necessários funcionem nas temperaturas extremas previstas.
Essa mudança poderia facilitar a repetição do experimento e a comparação entre diferentes configurações. Também ajudaria a investigar se outras fontes de ruído, como vibrações mecânicas e instabilidades da junção, permanecem controláveis quando o sensor opera muito abaixo da temperatura de transição do hélio.
O grupo ainda aponta uma segunda possibilidade. As variações no hélio poderiam registrar diferenças extremamente pequenas na passagem do tempo ao longo de trajetórias distintas dentro do anel. Esse tipo de informação serviria para explorar como a gravidade afeta o tempo e para testar os limites da relatividade geral em um sistema quântico de escala macroscópica.
O que a experiência ainda não pode afirmar
O estudo não encontrou sinais de uma nova interação gravitacional, não mediu efeitos de gravidade quântica e não demonstrou que o equipamento já esteja pronto. Os autores levantam a hipótese de que um sensor com essa sensibilidade possa, no futuro, revelar desvios em relação às previsões de Einstein, mas qualquer resultado desse tipo exigiria controles experimentais rigorosos e confirmação independente.
Há também uma etapa técnica decisiva. Os pesquisadores precisam desenvolver junções de Josephson para hélio-4 capazes de funcionar a temperaturas na faixa dos milikelvins. Dispositivos semelhantes já foram usados perto da temperatura em que o hélio se torna superfluido, mas a operação em condições muito mais frias ainda precisa ser demonstrada.
O significado para a pesquisa na Amazônia
O efeito estudado não é restrito à Europa ou aos Estados Unidos. A rotação da Terra e a geometria do espaço-tempo atuam igualmente sob o território brasileiro, incluindo os estados da Amazônia Legal. Isso não significa que o novo sensor já esteja sendo instalado na região, nem que exista uma medição amazônica prevista no trabalho.
A conexão está na possibilidade de ampliar, no futuro, a participação de laboratórios brasileiros em testes de precisão. Pesquisas desse tipo dependem de criogenia, controle de vibrações, metrologia e formação especializada, áreas que podem fortalecer redes de ciência e tecnologia em toda a região caso recebam infraestrutura adequada.
O próximo passo será testar componentes capazes de operar nas temperaturas extremas propostas. Em paralelo, os pesquisadores pretendem calcular quais sinais de física além da relatividade de Einstein poderiam aparecer caso o giroscópio alcance as escalas de tempo previstas.
Com informações de University of California, Berkeley.
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