Os condensados de Bose-Einstein são frequentemente descritos como o quinto estado da matéria: a temperaturas extremamente baixas, os átomos de gás se comportam como uma única partícula. As propriedades exatas desses sistemas são notoriamente difíceis de estudar. Na revista Physical Review Letters, físicos da Universidade Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) e da Universidade Ludwig Maximilian de Munique propuseram uma nova teoria para descrever esses sistemas quânticos de maneira mais eficaz e abrangente.
A pesquisa sobre o estado exótico da matéria remonta a Albert Einstein, que previu a existência teórica dos condensados de Bose-Einstein em 1924. “Muitas tentativas foram feitas para provar sua existência experimentalmente”, diz o Dr. Carlos Benavides-Riveros, do Instituto de Física na MLU. Finalmente, em 1995, pesquisadores nos EUA conseguiram produzir os condensados em experimentos. Em 2001, eles receberam o Prêmio Nobel de Física por seu trabalho. Desde então, os físicos de todo o mundo têm trabalhado em maneiras de definir e descrever melhor esses sistemas que permitiriam que seu comportamento fosse previsto com mais precisão.
Isso normalmente requer equações e modelos extremamente complexos. “Na mecânica quântica, a equação de Schrödinger é usada para descrever sistemas com muitas partículas em interação. Mas, como o número de graus de liberdade aumenta exponencialmente, essa equação não é fácil de resolver. Esse é o chamado problema de muitos corpos e encontrar um A solução para esse problema é um dos maiores desafios da física teórica e computacional atualmente “, explica Benavides-Riveros. O grupo de trabalho da MLU está agora propondo um método comparativamente simples. “Uma das nossas principais idéias é que as partículas no condensado interagem apenas em pares”, diz o co-autor Jakob Wolff, da MLU. Isso permite que esses sistemas sejam descritos usando métodos muito mais simples e estabelecidos, como os usados em sistemas quânticos eletrônicos.
“Nossa teoria é, em princípio, exata e pode ser aplicada a diferentes regimes e cenários físicos, por exemplo, átomos ultrafrios que interagem fortemente. E parece que também será uma maneira promissora de descrever materiais supercondutores”, conclui Jakob Wolff.
Publicado em 18/06/2020 22h01
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