Stando alla nuova teoria elaborata dai ricercatori dell’Università di Stoccolma e dell’Università di Tubinga, un’onda gravitazionale può anche deformare il campo quantistico che circonda un atomo. Questa alterazione non cambia il numero di fotoni emessi – quindi non rende l’atomo né più luminoso né più debole – ma ne modifica la frequenza in base alla direzione di emissione.
“L’onda modula il campo quantistico e questa modulazione si riflette nella luce emessa. Può quindi modificarne la frequenza rispetto al caso in cui l’onda non è presente”, spiegano gli autori in un comunicato stampa.
Una nuova via per studiare le onde gravitazionali
Il lavoro evidenzia che, quando i due fenomeni coincidono, emerge un pattern spettrale dalla struttura quadrupolare, una firma che richiama la geometria tipica delle onde gravitazionali.
Sebbene queste onde deformino lo spazio-tempo in modo quasi impercettibile, la deformazione agisce sulla luce, che oscilla a frequenze estremamente elevate. La differenza di scala genera un effetto amplificato che potrebbe consentire di rilevare la presenza di un’onda gravitazionale osservando soltanto il comportamento della luce emessa da un atomo.
Il risultato apre alla possibilità di utilizzare nubi di atomi freddi o orologi atomici come rivelatori di onde gravitazionali a bassa frequenza, che gli osservatori terrestri non sono in grado di intercettare. Secondo i calcoli del team, un sistema composto da un numero compreso tra uno e cento milioni di atomi potrebbe essere in grado di registrare il segnale.
Lo studio mostra inoltre che questa informazione non resta confinata nell’atomo, ma si distribuisce nel campo quantistico che lo circonda. In questo senso, l’atomo agisce come un trasduttore, cioè un intermediario tra la curvatura dello spazio-tempo e la luce che possiamo misurare.
Naturalmente, la teoria richiede ulteriori verifiche sperimentali. Ma se fosse confermata, la chiave per comprendere alcuni degli eventi più violenti dell’universo potrebbe essere più vicina di quanto immaginiamo. “È necessario un’analisi approfondita del rumore per valutare la fattibilità pratica, ma le nostre prime stime sono promettenti”, ha dichiarato Navdeep Arya, ricercatore post-dottorato dell’Università di Stoccolma.
Questo articolo è apparso originariamente su Wired en Español.
