Pular para o conteúdo principal

Cientistas reacendem um debate de trinta anos sobre vidro por causa de um cálculo



Matemáticos são muito mais cheios de desentendimentos e debates do que você pode imaginar. São discussões sobre coisas que os físicos mais inteligentes do mundo tem dificuldade em entender e eles brigam por anos. Recentemente, uma dupla de matemáticos deflagrou uma velha discussão com uma série de novos resultados que, se corretos, tem grandes implicações em física e até cibersegurança.

O estudante de pós-doutorado de física e matemática Sho Yaida e seu orientador Patrick Charbonneau publicaram uma nova pesquisa no Physical Review Letters mostrando que a estrutura do vidro em nível atômico pode ser ainda mais estranha do que imaginamos. Mas os cálculos podem ter importância em sistemas desordenados, estruturas que incluem, como uma pesquisa diz, “líquidos e vidros, grãos e espumas, galáxias, etc”. Quando Yaida disse a Charbonneau que ele queria trabalhar nesse problema, descobrir se algo chamado “quebra de simetria de réplica” acontecia em vidros com menos de seis dimensões, Charbonneau soube que estariam entrando em águas turbulentas.

“Nós estávamos andando para uma reunião juntos e estávamos falando, Sho disse ‘Eu acho que eu tenho uma ideia sobre como resolver esse problema que você não me falou para trabalhar”. Durante a reunião toda eu fiquei pensando se eu havia entendido errado”, Charbonneau disse ao Gizmodo. “Eu sabia que isso podia criar problemas. Eu não sabia até onde. Eu sabia da reputação do problema mas não conhecia as personalidades. Eu não sabia quem ia ficar feliz, quem seria convencido, e quem iria brigar”.

O problema lida com algo chamado quebra de simetria de réplica em vidro, que de acordo com Yaida é apenas “bem estabelecido em dimensões infinitas”.

“Mas nós temos apenas espaço tridimensional”, ele disse. “Por trinta anos as pessoas imaginaram como isso acontece em materiais de três dimensões”.

Vou assumir que vocês está familiarizado com o debate em volta da quebra de simetria de réplica em sistemas desordenados em menos de seis dimensões. Não? Ok, eu vou explicar.

O debate se desenrola em volta de contas complexas descrevendo o arranjamento de coisas (átomos por exemplo) que são aleatórios mas mantém uma memória de sua configuração inicial. Vidro é no que Charbonneau e Yaida estão especificamente interessados, é meio como um líquido super denso cujas estruturas atômicas aleatórias o mantém em forma. A dupla queria saber como sua estrutura atômica muda sob influências como a quebra, pressão e temperatura.

Os dois simplificam esses tipos de problemas e abstraem absurdamente eles, olhando para eles de diversas dimensões diferentes. Os matemáticos não estão limitados por três dimensões espaciais (tecnicamente, nem os físicos) e abstrair esses problemas em mais dimensões pode torná-los aplicáveis para coisas não físicas, como algoritmos de computação.

Pesquisadores estudando esses sistemas desordenados de muitas dimensões há tempos tem se perguntado se essa quebra de simetria de réplica acontece abaixo de um número mágico de dimensões, seis. Essencialmente, com certas combinações de variáveis, vamos dizer temperatura e pressão, as partes individuais do sistema, vamos dizer os átomos no vidro, não teriam mais uma configuração mais provável, como geralmente é o caso quando um líquido congela até virar um sólido. Ao invés, o material poderia ter diversas configurações mais prováveis. Se a simetria de réplica quebra no vidro, então os átomos tem diferentes configurações em diferentes partes do vidro. É meio como parar de encher o porta-malas do carro com tijolos do mesmo tamanho e logo em seguida começar a enchê-lo de bagagem de tamanho estranho, existe apenas um arranjamento do primeiro exemplo, mas muitos possíveis para o segundo.

Se for difícil de entender é porque é incrivelmente complexo. Vários dos mais inteligentes físicos e matemáticos para os quais eu mandei o e-mail que trabalhavam em campos adjacentes disseram que não entenderam a matemática (eu também não, inclusive). Um apenas me disse que não estava familiarizado com o problema mas que Yaida é um bom físico.

De qualquer forma a pesquisa de Charbonneau e Yaida encontrou provas que essa quebra de simetria de réplica acontece no vidro do mundo real, aquele de três dimensões. E isso é importante já que pode afetar muitas propriedades dos vidros. Mas a descoberta é controversa. Outros começaram esse cálculo várias décadas atrás e concluíram que a quebra de simetria de réplica provavelmente não aconteceria. Yaia essencialmente revirou um algoritmo de 30 anos de idade e girou suas manivelas de novo, e seus resultados implicaram uma conclusão diferente. O professor emérito Michael Moore da Universidade de Manchester, que tem trabalhado no problema em outro sistema, disse aos dois que eles estavam completamente incorretos.

A controvérsia vem do fato que a solução de Charbonneau e Yaida para vidros normais deve também funcionar para outros sistemas de desordem, como vidros de spin. Vidros de spin não são vidros de verdade, mas metais cujos spin dos átomos (uma propriedade física inata que é igual ou a “cima” ou “baixo”) é todo desordenado. Os cálculos de Yaida e Charbonneau essencialmente diz que a quebra de simetria de réplica acontece em vidros de spin também.

Se isso for verdade, teria muitas implicações para vidros de spin. Vidros de spin são de verdade, mas não tem muitas aplicações úteis. Ao invés, a matemáticas que descrevem eles é incrivelmente útil. Existe um monte de conceitos em computação que podem usar a mesma matemática, incluindo redes neurais artificiais. Pode até ajudar a CIA ou o FBI a quebrarem criptografias. Essa matemática é muito importante.

Moore está dizendo que a matemática de Yaida não mostra conclusivamente que a quebra de simetria de réplica acontece em menos de seis dimensões. “Eu não acho que a pesquisa esteja errada. Ela é apenas muito especulativa”, ele disse ao Gizmodo. Ele e seus colaboradores fizeram um novo artigo sobre vidros de spin que está sendo revisado que ele acha que irá refutar o de Yaida e Charbonneau. “Eu não diria que o nosso é rigoroso também. Mas ele indica que é improvável que esse cenário esteja correto”.

Moore gostaria de ver a matemática ser remexida uma terceira vez, assim como provas mais rigorosos que não envolvem continuar a mexer tanto na matemática para chegar a aproximações melhores e melhores.

Outros pesquisadores tem diferentes sentimentos sobre a matemática de Yaida, mas o sentimento geral parece ser que é uma boa direção para levar o problema. “Eu acho que é mais do que especulativo”, M. Lisa Manning, professora associada da Universidade de Syracuse, disse ao Gizmodo. “Mas ainda existe algum espaço para as coisas mudarem. É o próximo passo correto na minha opinião para identificar a solução. Muitos de nós não esperava que um cálculo de dois ciclos”, ativaria a matemática mais uma vez e, “nos desse esse resultado”. O pesquisador Giorgio Parisi tem trabalhado nesse problema por um longo tempo e concordou com essa constatação. “É um primeiro passo nessa direção, mas precisamos olhar melhor nessa direção”.

Helmut Katzgraber, Professor na Texas A&M University, está trabalhando com Moore em sua pesquisa e tem o mesmo sentimento que seu coautor, que por vim, embora impressionantes, esses cálculos podem mudar drasticamente se forem trabalhados uma terceira vez. Ele acha que o problema tem sido trabalhado de mais. Mas ele mantém a ideia que não existe quebra de simetria de réplica em menos de seis dimensões.

Charbonneau achou que talvez Moore e Katzgraber eram tendenciosos, porque os vidros de spin são diferentes de vidros normais. Talvez a quebra de simetria aconteça de alguma forma que não foi observado ainda. Embora ele ache que a matemática de Yaida sejá bem conclusiva ao mostrar a presença da quebra na simetria, ele sabe que a história ainda não terminou.

“Quando nós mandamos esse trabalho nós pensamos em que tinhamos dado um passo importante”, ele disse. “Mas a discussão provavelmente vai durar alguns meses ou anos antes de um ritmo seguro de entendimento seja alcançado”.

[Physical Review Letters]

Imagem do topo: Flickr/H.Adam

FONTE: GIZMODO BRASIL

Comentários

Postagens mais visitadas deste blog

Conheça histórias de pessoas que foram abduzidas por Extraterrestres

As pessoas do mundo se dividem em dois grandes grupos e um terceiro bem pequeno.

Os dois grandes grupos são: aqueles que acham que ETs existem e aqueles que acham que ETs não existem.

Correndo por fora, existe uma minoria silenciosa que se mantém quietinha, aparentemente, porque, se essas pessoas disserem as coisas que elas sabem, ninguém acreditaria nelas.

Elas fazem parte do pequeno grupo que jura de pé junto ter feito contato com seres extraterrestres.

O fotógrafo nova-iorquino Steven Hirsch, de 63 anos, é um cara que, se não acredita nessas pessoas, pelo menos acredita no direito que elas têm de contar suas histórias do jeito que quiserem.

Por isso, ele criou um blog em que entrevista e fotografa gente que diz ter sido abduzida por alienígenas. O endereço é littlestickylegs.blogspot.co.uk.

- Eu não quero que os meus leitores tenham nenhum tipo de ideia pré-concebida sobre essas pessoas até qie eles vejam suas imagens e leiam suas palavras. Minhas entrevistas mal conseguem ir além…

Mémorias da Ufologia: Caso SANTA ISABEL

FOTOS DO LAUDO

Na localidade de Santa Izabel(SP) em junho de 1999, a Sra. Alzira Maria de Jesus foi encontrada morta na sua cama, e por volta das 8 hs da manhã sua nora percebe o fato e sai imediatamente para ir ao orelhão e ligar para o seu marido e espera à ajuda e , ao chegar de volta em casa quase 40 min.depois a nora vê o corpo da sra. com o rosto totalmente desfigurado e praticamente sem carne; foi feito o boletim de ocorrência na delegacia da cidade sob n°145/99 em 24 de Junho. Posteriormente confirmou-se que à causa da morte foi a parada respiratória, mas o que aconteceu realmente como rosto desta sra. num espaço menor de uma hora?O laudo é cita sobre as configurações do mesmo, inclusive nas cavidades oculares, mas o que teria causado à perda do rosto ficou indeterminada. Mais estranho ainda é que na noite anterior aos fatos foram vistas bolas de luz voando nessa região rural e no início da madrugada os animais,como cachorros,gansos,e outros começaram à fazer um intenso barulh…

O caso Roswell nordestino: Queda de UFO na Bahia, em Janeiro de 1995

Por Ufo Bahia: Nessa data, as 09:00 horas, uma in­formante do G-PAZ, "M" da TV BAHIA me ligou contando uma mirabolante his­tória de queda de um UFO em Feira deSantana(BA) a 112 Km de Salvador. Umfazendeiro de apelido Beto, tinha ligadopara TV SUBAÉ daquela cidade oferecen­do – em troca de dinheiro – um furo dereportagem; um disco voador tinha caído na sua fazenda e ele tinha provas e ima­gens do fato!
Apenas depois do meio dia, conse­gui – por fim – falar com Beto, que apóssua proposta de negócio, ante minha (apa­rente) frieza, me contou com bastante de­talhes o acontecido. Soube que tambémtentara vender suas provas a TV BAHIA,onde procurou o repórter José Raimundo:
"Ontem pela madrugada caiu algu­ma coisa na minha fazenda, dentro de umalagoa. Era do tamanho de um fusca; aqui­lo ficou boiando parcialmente submerso,perto da beirada. Tentei puxar como pude,trazendo para perto de mim, com uma vara.Aquilo parecia um parto... (quando seabriu uma porta) começou primeiro a sa…