Mistério da física é desvendado

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Purdue, no estado norte-americano de Indiana, descobriu um novo método para criar espaços curvos que também resolve um mistério na física. 

Trocando em miúdos: para transformar algo reto em algo curvo, nós “entortamos” ou “dobramos” o objeto. Então, se temos um pedaço de arame em linha reta nas mãos, para torná-lo “arqueado”, nós devemos distorcê-lo, certo? O que os cientistas desenvolveram em seu estudo, publicado na revista Nature Communications, é, basicamente, um esquema capaz de criar espaços curvos sem aplicar qualquer sistema de deformação. Mas, isso, é claro, é apenas um exemplo visível ou palpável para tentar ilustrar o conceito.

De forma ainda mais resumida, mas em uma linguagem mais técnica: eles conseguiram conectar física anti-hermitiana e espaços curvos – uma relação até então impensável. 

“Nosso trabalho pode revolucionar a compreensão do público em geral sobre curvaturas e distância”, disse o coautor Qi Zhou, PhD em Física e professor associado da Purdue. “Também respondeu a perguntas de longa data, conectando física anti-hermitiana e espaços curvos. Esses dois sujeitos eram tidos como completamente desconectados. Os comportamentos extraordinários dos sistemas anti-hermitianos, que intrigam os físicos há décadas, não se tornam mais enigmáticos se reconhecermos que o espaço foi curvado. Em outras palavras, anti-hermiticidade e espaços curvos são complementares um para o outro, sendo os dois lados da mesma moeda”.

Para compreender essa descoberta, primeiro é preciso entender a diferença entre sistemas hermitianos e anti-hermitianos na física. Zhou explica isso usando um exemplo no qual uma partícula quântica pode “saltar” entre diferentes locais em uma rede hamiltoniana (onde há alternância periódica entre energia cinética e energia potencial, como uma bola quicando ou um pêndulo, por exemplo).

Se a probabilidade de uma partícula quântica saltar no sentido direito é a mesma de ela saltar no sentido esquerdo, então o hamiltoniano é hermitiano. Se essas duas probabilidades são diferentes, a rede é anti-hermitiana. Partindo desse princípio, os pesquisadores usaram flechas com diferentes tamanhos e espessuras para denotar as probabilidades de salto em direções opostas em sua trama.