Credit: University of Colorado at Boulder
Um físico da Universidade do Colorado em Boulder está um passo mais perto de resolver um quebra-cabeça da teoria das cordas de 20 anos.
Paul Romatschke, professor associado de física na University of Colorado Boulder, desenvolveu um conjunto alternativo de ferramentas para aqueles que criaram o dilema de três quartos da teoria das cordas, um enigma matemático que atormenta os cientistas há anos e os impediu de entender e provar isso. “teoria de tudo”.
Embora não necessariamente aplicáveis ??ao mundo cotidiano, os resultados, que foram publicados nesta semana na Physical Review Letters, abrem as portas para equações de alto nível que poderiam ter implicações na maneira como abordamos e entendemos aspectos importantes da física como teoria das cordas ou quantum. teorias de campo, que são um conjunto de teorias da física que descrevem a dinâmica dos campos, ou objetos que permeiam tudo.
“Embora seja bom realmente entender o significado de três quartos, este é pelo menos um quadro muito sugestivo, então talvez seja, se não a solução para três quartos, pelo menos um passo para resolvê-lo”. disse Romatschke.
Desde a década de 1960, os cientistas têm se intrigado com a teoria das cordas, um arcabouço teórico da realidade que envolve objetos unidimensionais minúsculos e contorcidos – chamados cordas – que compõem o tecido de tudo. Primeiro estudado como uma maneira ampla de abordar uma série de questões na física fundamental, desde então tem sido aplicado a tópicos que vão desde a física dos buracos negros à física nuclear até as próprias origens do universo.
Mas, sem dúvida, um de seus maiores avanços é a descoberta de que buracos negros e matéria são aproximadamente dois lados da mesma moeda.
Essa assim chamada “dualidade” permite que os físicos mapeiem as propriedades da matéria (como a pressão) às propriedades dos buracos negros encontrados na relatividade geral de Einstein, o que abriria a teoria das cordas para uma exploração matemática ainda maior. Há, no entanto, uma grande advertência – enquanto os físicos acham que isso funciona, ninguém foi capaz de provar isso.
Desde que a descoberta dessa dualidade foi feita há 20 anos, os teóricos das cordas têm tentado eliminar esse obstáculo com equações progressivamente mais complicadas. Toda vez que eles comparam essa dualidade, todos obtêm exatamente o mesmo resultado: a energia livre (a habilidade de um sistema de fazer o trabalho) a partir de uma forte interação (ou acoplamento) dos dois é de aproximadamente três quartos da força de um acoplamento fraco. .
Romatschke, no entanto, acha que ele pode finalmente ter uma resposta para esse quebra-cabeça – ele só precisava mudar as dimensões.
Romatschke trabalhou em um mundo que só tem duas dimensões – uma “flatland” se você quiser. Usando algumas das equações de pesquisas existentes sobre o assunto, bem como técnicas modernas de teoria de campo quântico, ele conseguiu provar que existe uma relação forçando a matéria (neste caso, a pressão) a interagir da interação zero à interação infinita.
Esta pesquisa descobriu que a pressão do acoplamento infinito é exatamente quatro quintos do que no acoplamento zero, significando que não apenas existe uma conexão mais forte nessa dimensão menor do que a encontrada anteriormente, mas também pode fornecer uma abordagem padrão para resolver esses tipos de quebra-cabeças.
Romatschke reconhece que isso pode ser causado pelas diferenças de dimensões, mas ainda está otimista sobre sua utilidade para a teoria quântica de campos e abrindo o antigo enigma da teoria das cordas.
“Esta é uma pesquisa básica. A maioria das coisas que tentamos não funciona”, disse Romatschke. “No entanto, se há algo que pelo menos tem potencial para funcionar, então acho que devemos persegui-lo.”
Publicado em 05/07/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-07-physicist-loose-thread-theory-puzzle.html
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