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Curvatura do campo gravitacional é medida pela primeira vez


Publicada em: 19/01/2015

 Pesquisa pode auxiliar estudos geológicos

 

Dois corpos que possuem massa interagem entre si por meio de uma força chamada gravidade. Essa força é sempre atrativa e é proporcional à massa dos dois corpos envolvidos. Além disso, ela depende da distância entre esses dois corpos.

 

A interação gravitacional pode ser descrita envolvendo uma quantidade chamada Campo Gravitacional. Considere a interação entre dois corpos, A e B. Ela pode ser descrita da seguinte forma: o corpo A gera um campo gravitacional que é sentido pelo corpo B. A interação do corpo B com esse campo origina a força gravitacional sentida por B devido a A. Pode parecer uma complicação desnecessária, mas para certos cálculos essa noção ajuda bastante. Uma das vantagens, por exemplo, é que o campo só depende do corpo que o origina. Assim, podemos trocar o corpo B por um corpo C qualquer, e o campo gerado por A continuará sendo o mesmo (embora a força sentida pelo corpo C possa ser diferente).

 


 

Para a interação gravitacional entre a Terra e objetos próximos à sua superfície, frequentemente usamos uma aproximação para o valor desse campo. Assumimos que a aceleração causada pela interação gravitacional tem um valor constante: g = 9,8m/s2. Embora para muitas aplicações essa aproximação seja boa o suficiente, para algumas é necessário usar informações mais precisas. Em modelos geofísicos do interior da Terra, por exemplo, esses dados são essenciais para que se determine corretamente a composição do interior do nosso planeta.

 

Várias técnicas têm sido desenvolvidas para obter a medida do campo gravitacional com mais detalhes. Já foi possível, por exemplo, determinar a variação do campo gravitacional entre dois pontos com diferença de alturas da ordem de centímetros. Essa informação permite determinar a taxa com a qual o campo gravitacional varia com a altura.

 


 

Agora um time de pesquisadores da Università di Firenze, na Itália, deu mais um passo e mediu simultaneamente a força gravitacional sentida por três corpos em três alturas diferentes. Essa informação permite determinar como a taxa de mudança do campo gravitacional varia. Essa quantidade é chamada de curvatura do campo gravitacional. As medidas usaram uma técnica chamada de interferometria atômica, que explora as propriedades quânticas de materiais para medir a aceleração sentida por eles.

 

Os pesquisadores acreditam que essa técnica pode ser usada para melhorar significativamente os modelos geofísicos para o interior da Terra. Além disso, ela pode permitir uma determinação mais precisa da Constante de Gravitação Universal (G).

 

O trabalho completo encontra-se na edição de janeiro de 2015 da revista Physics Review Letters.

A interação gravitacional entre dois corpos se dá pelo campo gravitacional

 Pesquisa pode auxiliar estudos geológicos

 

Dois corpos que possuem massa interagem entre si por meio de uma força chamada gravidade. Essa força é sempre atrativa e é proporcional à massa dos dois corpos envolvidos. Além disso, ela depende da distância entre esses dois corpos.

 

A interação gravitacional pode ser descrita envolvendo uma quantidade chamada Campo Gravitacional. Considere a interação entre dois corpos, A e B. Ela pode ser descrita da seguinte forma: o corpo A gera um campo gravitacional que é sentido pelo corpo B. A interação do corpo B com esse campo origina a força gravitacional sentida por B devido a A. Pode parecer uma complicação desnecessária, mas para certos cálculos essa noção ajuda bastante. Uma das vantagens, por exemplo, é que o campo só depende do corpo que o origina. Assim, podemos trocar o corpo B por um corpo C qualquer, e o campo gerado por A continuará sendo o mesmo (embora a força sentida pelo corpo C possa ser diferente).

 


Na superfície da Terra, o campo gravitacional é aproximadamente constante, mas tem pequenas variações

 

Para a interação gravitacional entre a Terra e objetos próximos à sua superfície, frequentemente usamos uma aproximação para o valor desse campo. Assumimos que a aceleração causada pela interação gravitacional tem um valor constante: g = 9,8m/s2. Embora para muitas aplicações essa aproximação seja boa o suficiente, para algumas é necessário usar informações mais precisas. Em modelos geofísicos do interior da Terra, por exemplo, esses dados são essenciais para que se determine corretamente a composição do interior do nosso planeta.

 

Várias técnicas têm sido desenvolvidas para obter a medida do campo gravitacional com mais detalhes. Já foi possível, por exemplo, determinar a variação do campo gravitacional entre dois pontos com diferença de alturas da ordem de centímetros. Essa informação permite determinar a taxa com a qual o campo gravitacional varia com a altura.

 


Pesquisadores determinam como o campo gravitacional varia, o que pode ajudar estudos geológicos

 

Agora um time de pesquisadores da Università di Firenze, na Itália, deu mais um passo e mediu simultaneamente a força gravitacional sentida por três corpos em três alturas diferentes. Essa informação permite determinar como a taxa de mudança do campo gravitacional varia. Essa quantidade é chamada de curvatura do campo gravitacional. As medidas usaram uma técnica chamada de interferometria atômica, que explora as propriedades quânticas de materiais para medir a aceleração sentida por eles.

 

Os pesquisadores acreditam que essa técnica pode ser usada para melhorar significativamente os modelos geofísicos para o interior da Terra. Além disso, ela pode permitir uma determinação mais precisa da Constante de Gravitação Universal (G).

 

O trabalho completo encontra-se na edição de janeiro de 2015 da revista Physics Review Letters.




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