Buracos de minhoca são grampos de ficção científica que podem enviar viajantes através de galáxias sem ter que se preocupar com viagens de mil anos ou barreiras cósmicas. Previsto pela relatividade geral, tais objetos ainda são apenas teóricos - a menos que você seja um ímã.
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Um trio de cientistas da Universitat Autònoma de Barcelona construiu um dispositivo que funciona como uma espécie de buraco de minhoca para campos magnéticos. Se o dispositivo for colocado dentro de um campo magnético aplicado, ele é magneticamente indetectável. E se outro campo magnético viaja através do buraco de minhoca, parece deixar espaço completamente, apenas aparecendo em cada extremidade.
Este buraco de minhoca magnético não teletransportará qualquer coisa para outro sistema estelar, mas pode oferecer um caminho para a construção de máquinas de ressonância magnética (MRI) que não envolvem colocar os pacientes em um tubo claustrofóbico.
De acordo com a teoria, um buraco de minhoca enruga o tecido do espaço-tempo de modo que dois lugares distantes se conectam, e viajar pelo túnel não leva tempo algum. Os buracos de minhoca não são absolutamente proibidos pela física, pois aparecem em certas soluções das equações da relatividade de Einstein, mas há um debate animado entre os físicos sobre se eles são possíveis em nosso universo. Ao mesmo tempo, estudos anteriores mostraram que seria possível construir um buraco de minhoca simplificado no laboratório que permitiria que ondas eletromagnéticas viajassem através de um túnel invisível.
Para fazer seu modelo de buraco de minhoca, o professor de física Alvaro Sanchez e sua equipe começaram com uma esfera de 3, 2 polegadas de cobre, ítrio, oxigênio e carbono - uma liga comum para supercondutores comerciais. Eles o cercaram com uma camada de plástico e cobriram isso com outra fina camada de material ferromagnético.
"Nós rodeamos com uma 'meta-superfície' cuidadosamente projetada para cancelar o campo", diz Sanchez.
A esfera em camadas tinha um buraco nela, e através disso os pesquisadores colocaram um tubo de metal enrolado que também era magnetizado - efetivamente, um magnético ímã de dipolo. A equipe ligou um campo magnético e colocou todo o aparelho dentro, usando nitrogênio líquido para resfriar a esfera e manter a supercondutividade da liga metálica.
Normalmente, as linhas do campo magnético que circundam um supercondutor magnetizado se dobram e ficam distorcidas - não muito diferente da distorção do espaço-tempo causada pela gravidade intensa. Isso não aconteceu. Em vez disso, o campo magnético circundante simplesmente passou pela esfera como se nada estivesse lá.
Uma ilustração do buraco de minhoca magnético e sua seção transversal mostrando as camadas dentro. (Jordi Prat-Camps e Universitat Autònoma de Barcelona) O último passo foi testar o buraco de minhoca. O cilindro magnetizado mostrou dois pólos até ser enviado para a esfera. Ao passar pelo dispositivo, o campo do cilindro pareceu se apagar, mostrando apenas as bocas do buraco de minhoca. Enquanto o cilindro não estava viajando mais rápido que a luz, ele se movia imperturbável e invisível entre duas regiões do espaço, invocando a imagem de um buraco de minhoca clássico.
E quando o cilindro emergiu do outro extremo da esfera, apenas o pólo que estava saindo podia ser visto, criando a ilusão de um monopolo magnético - algo que não existe verdadeiramente na natureza.
Matti Lassas, um matemático da Universidade de Helsinque que estudou capas magnéticas, diz que, embora esse monopolo seja uma ilusão, ainda pode oferecer uma visão sobre as maneiras pelas quais os monopólios teóricos podem se comportar. "É uma maneira de enganar as equações", diz ele.
Do ponto de vista prático, a demonstração mostra que você pode proteger os campos magnéticos para que eles não interfiram uns com os outros, diz Sanchez. É aqui que entra a aplicação para máquinas de ressonância magnética.
O corpo humano é principalmente água, que contém átomos de hidrogênio feitos de partículas menores chamadas prótons, que giram sobre um eixo. Normalmente, esses spins são alinhados aleatoriamente. Uma ressonância magnética funciona gerando um forte campo magnético, o que faz com que os prótons se alinhem como limalhas de ferro. A máquina então irradia pulsos de ondas de rádio na área a ser fotografada, desequilibrando os prótons. À medida que voltam a se alinhar com o campo magnético, os prótons emitem ondas de rádio e os tecidos do corpo "brilham" nesses comprimentos de onda.
Para direcionar um forte campo magnético ao corpo, as atuais máquinas de ressonância magnética envolvem colocar o paciente dentro de uma bobina magnética gigante resfriada a temperaturas criogênicas. Essas máquinas são basicamente tubos semelhantes a caixões, que muitos pacientes acham apertados e causadores de ansiedade. Em vez disso, esticar a esfera em uma forma de arame pode tornar possível direcionar um campo forte e ininterrupto em qualquer parte do corpo que você quiser sem envolver o paciente, diz Sanchez.
Além disso, o efeito de blindagem pode permitir que os engenheiros criem uma ressonância magnética que use vários sensores, usando diferentes freqüências de rádio e analisando diferentes partes do corpo ao mesmo tempo - sem interferência. As várias frequências podem ser usadas para visualizar mais claramente as partes do corpo que são mais difíceis de ver quando o paciente está deitado de bruços com os braços ao lado do corpo.
Ser capaz de proteger os campos magnéticos, especialmente se for possível fazê-lo em pequenas áreas, também pode ajudar com imagens durante a realização de cirurgias, diz Lassas. Ele observa que normalmente você tem que remover qualquer metal da vizinhança de uma ressonância magnética - houve casos de ferimentos enquanto objetos metálicos sem segurança passavam voando pela sala. Mais do que isso, o metal interfere na imagem.
"Você traz algo pequeno e estraga a imagem", diz ele. "Então, agora, se você tem esse buraco de minhoca magnético, você tem um tubo e pode passar as coisas sem perturbar a imagem. Talvez se possa obter uma imagem e fazer cirurgia ao mesmo tempo."
No entanto, tais aplicativos estão longe, e alguns especialistas na área ainda estão céticos de que o dispositivo será útil para modelagem mais do que teórica. "Eles não dão muitos detalhes sobre o design deles, então estou um pouco hesitante em endossar suas conclusões", diz Sir Pendry, professor de física do Imperial College London e co-diretor do Center for Plasmonics & Metamateriais
"Dito isto, é verdade que manipulando a permissividade e permeabilidade, algumas distorções topológicas extraordinárias do espaço podem ser simuladas, pelo menos no que diz respeito aos campos eletromagnéticos."
