A mecânica quântica já é uma dor de cabeça, com partículas que existem em múltiplos estados ao mesmo tempo e funções de onda que colapsam quando você olha para elas com muita atenção. Agora, um grupo internacional de físicos descobriu que, se você levar a sério certas explicações alternativas, o próprio tempo fica um pouco impreciso.
Com financiamento do Foundational Questions Institute (FQxI), pesquisadores liderados por Nicola Bortolotti do Museu e Centro de Pesquisa Enrico Fermi (CREF) em Roma examinaram dois modelos principais de colapso quântico: o modelo Diósi-Penrose e a Localização Espontânea Contínua. Seu trabalho, publicado na Physical Review Research, mostra que, se esses modelos estiverem corretos, o tempo teria uma incerteza inerente — um limite fundamental para quão precisamente qualquer relógio pode medi-lo.
"O que fizemos foi levar a sério a ideia de que os modelos de colapso podem estar ligados à gravidade", disse Bortolotti. "E então fizemos uma pergunta muito concreta: O que isso implica para o próprio tempo?"
A equipe, que também incluiu Catalina Curceanu, Kristian Piscicchia, Lajos Diósi e Simone Manti, estabeleceu uma relação quantitativa entre o modelo de Localização Espontânea Contínua e as flutuações do espaço-tempo causadas pela gravidade. O resultado: uma leve oscilação no tecido do tempo, muito pequena para afetar até mesmo os relógios atômicos mais avançados.
"A incerteza é muitas ordens de magnitude abaixo de qualquer coisa que possamos medir atualmente, então não tem consequências práticas para a medição do tempo no dia a dia", disse Curceanu. "Nossos resultados mostram explicitamente que as tecnologias modernas de cronometragem não são afetadas", acrescentou Piscicchia.
A pesquisa se baseia em décadas de tentativas de reconciliar a mecânica quântica com a relatividade geral, que tratam o tempo de maneiras fundamentalmente diferentes. Na mecânica quântica, o tempo é um parâmetro externo; na relatividade, ele se estica e se curva. O novo estudo sugere que os modelos de colapso podem apontar para uma ligação mais profunda entre o comportamento quântico, a gravidade e o tempo.
Curceanu elogiou o raro apoio para pesquisas tão fundamentais. "Não há muitas fundações no mundo que estejam apoiando pesquisas sobre esses tipos de questões fundamentais sobre o universo, espaço, tempo e matéria", disse ela. "Nosso trabalho mostra que mesmo ideias radicais sobre a mecânica quântica podem ser testadas contra medições físicas precisas, e que, reconfortantemente, a cronometragem continua sendo um dos pilares mais estáveis da física moderna."
O trabalho foi parcialmente apoiado pelo programa Consciência no Mundo Físico do FQxI.