Teoria das Cordas Pode ser Testada

A idéia da Teoria Unificada é intrigante – poderia existir algo que explicasse tudo que existe. A teoria das cordas foi proposta desde a década de 1960 como uma maneira de unificar a mecânica quântica e a teoria da relatividade geral em uma única explicação. Contudo, a maior crítica sobre os defensores da teoria das cordas é que ela não pode ser testada experimentalmente. Mas agora, uma equipe de pesquisa, liderada por cientistas do Imperial College de Londres de maneira inesperada descobriram que a teoria das cordas também pode prever o comportamento de um emaranhado de partículas quânticas. Como essa previsão pode ser testada em laboratório, os cientistas então defendem que agora a teoria das cordas pode ser testada experimentalmente.

“Se os experimentos provarem que as nossas previsões sobre o emaranhamento quântico estiverem corretos, isso irá demonstrar que a teoria das cordas funciona para prever o comportamento de sistemas quânticos emaranhados”, disse o professor Mike Duff, principal autor do trabalho. A teoria das cordas foi desenvolvida originalmente para descrever as partículas fundamentais e as forças que constituem o nosso universo e tem sido a escolha favorita entre os físicos para permitir que possamos reconciliar o que nós sabemos sobre as partículas muito pequenas da física com o que entendemos sobre as estruturas de escalas gigantescas que são estudas na cosmologia. Usando a teoria para prever como partículas quânticas se emaranham fornece a primeira oportunidade para testar a teoria das cordas por meio de um experimento. Mas, pelo menos por agora, não são capazes de confirmar que é a teoria das cordas que poderá explicar tudo isso, apenas se ela funciona. “Isso não irá provar que a teoria das cordas é a teoria certa para a unificação que é sonhada pelos cosmologistas e físicos de partículas”, disse Duff.

“Apesar de tudo, esse experimento é importante para que os teóricos possam demonstrar se a teoria das cordas funciona ou não, mesmo que a aplicação não seja relacionada com a área da física”. A teoria das cordas é uma teoria da gravidade, uma extensão da relatividade geral, e a interpretação clássica das cordas e branas  é que elas são parte da mecânica quântica vibrante estendida para buracos negros carregados. A hipótese da teoria é que elétrons e quarks dentro de um átomo não têm dimensão 0, mas sim dimensão de 1 corda. Essas cordas podem se mover, vibrar dando às partículas observadas o seu movimento, sua carga, sua massa e sua rotação. As cordas descrevem arcos fechados a menos quando encontram uma superfície , chamada de P-branas, onde elas podem então abrir em linhas de uma dimensão. Os pontos finais de uma corda não podem quebrar uma superfície P-brana, mas eles podem deslizar sobre elas. Duff disse que ele estava sentado em uma conferência na Tasmânia onde um colega estava apresentando a formulação matemática que descrevia o emaranhamento quântico quando ele realizava um processo.

“Eu então de repente reconheci que aquela formulação era similar a algo que eu estava desenvolvendo alguns anos antes enquanto usava a teoria das cordas para descrever buracos negros. Quando eu retornei ao Reino Unido eu conferi minhas anotações  e confirmei que a matemática dessas duas diferentes áreas eram idênticas”. Duff e seus colegas notaram que a descrição matemática do padrão de emaranhamento entre três unidades de informação quântica lembrava a descrição matemática, na teoria das cordas, de uma classe especial de buracos negros. Assim, combinando os conhecimentos de dois estranhos fenômenos do universo, buracos negros e o emaranhamento quântico, eles notaram que poderiam usar a teoria das cordas para produzir uma previsão que poderia ser testada. Usando a teoria das cordas matemática que descrevem os buracos negros eles previram o padrão de emaranhamento que ocorreria quando quatro unidades quânticas se emaranhavam entre elas (a resposta para esse problema nunca tinha sido calculada antes).

Embora seja tecnicamente difícil fazer isso, o padrão de emaranhamento entre as quatro unidades quânticas poderia ser medido em laboratório e a precisão poderia ser testada. A descoberta que a teoria das cordas parece fazer previsões sobre o emaranhamento quântico era completamente inesperada, mas pelo fato do emaranhamento quântico poder ser medido no laboratório, isso significa que existe uma maneira que os cientistas podem testar as previsões com base na teoria das cordas. Mas, diz Duff, não existe nenhuma conexão para explicar por que a teoria está sendo desenvolvida para descrever o funcionamento fundamental do nosso universo e é útil para prever o comportamento de sistemas quânticos emaranhados. “Isso tudo pode nos dizer muito sobre o mundo em que vivemos, ou pode ser somente uma grande coincidência”, diz Duff. “De qualquer maneira isso é muito útil”.

Fonte:

http://www.universetoday.com/72531/scientists-say-they-can-now-test-string-theory/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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