Física

Pesquisadores usam as ideias de Richard Feynman para desenvolver uma 'teoria de tudo' funcional

Pesquisadores usam as ideias de Richard Feynman para desenvolver uma 'teoria de tudo' funcional


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A teoria de tudo é a ideia de que todas as principais forças físicas do mundo ao nosso redor: gravidade, forças nucleares fortes e fracas e eletromagnetismo podem ser transformadas em uma teoria abrangente.

A partir de agora, as teorias da física resolvem uma ou duas das interações dessas forças, mas ninguém explica todas elas juntas, ainda. Os físicos estão revisando um experimento proposto por Richard Feynman em 1957 para, com sorte, encontrar uma teoria unificadora de tudo.

Os pesquisadores da Oxford University e da University College London (UCL) encontraram com sucesso uma teoria que combina o eletromagnetismo e a força nuclear fraca, mas nenhuma para conectar todos eles. Steven Weinberg, um físico teórico da equipe e ganhador do Prêmio Nobel, está liderando a pesquisa.

As leis da relatividade geral de Einstein e as teorias da mecânica quântica fazem um trabalho fantástico ao explicar o mundo quando são mantidas em seus próprios domínios. No entanto, eles desmoronam se você usar as idéias aqui contidas para explicar a física que a teoria não governa.

Para entender o que a teoria de tudo significaria para a Física e o trabalho que está acontecendo para revitalizar as ideias de Feynman, primeiro precisamos entender o escopo completo de uma "teoria de tudo".

Qual é a teoria de tudo

A teoria de tudo, ou TOE, é em breve uma estrutura única e abrangente que liga todos os aspectos do universo, da relatividade à mecânica quântica. A teoria de tudo não é uma teoria em si mesma com ideias totalmente desenvolvidas, mas sim um termo para descrever a teoria potencial que pode vir a conectar todos os pontos do mundo físico.

A busca por encontrar um TOE já existe há algum tempo no mundo da física. A teoria das cordas, uma teoria da física quântica mais comum, foi apresentada como uma teoria possível de tudo no passado; A teoria M é outra. Ambas as teorias baseiam-se nas idéias da relatividade geral e da mecânica quântica. Embora essas sejam teorias em si que não se sobrepõem em seus campos.

Uma das citações mais famosas de Richard Feynman é“Acho que posso dizer com segurança que ninguém entende a mecânica quântica.”

Contextualmente isso pode parecer confuso, entender que Feynman foi uma das maiores mentes que viveu nos últimos 100 anos. No entanto, foi uma ótima representação do que ele pensava do campo, que não poderia ser facilmente apresentado por meio de metáforas ou por relação com a realidade observável. A maneira como a mecânica quântica funciona é tão diferente da física do senso comum que é necessária uma perspectiva única para começar a compreendê-la.

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Feynman era único na maneira como seu cérebro trabalhava para entender as coisas. Seu biógrafo, James Gleick, observou que Feynman achava difícil entender por que os humanos comuns precisavam de teorias relacionadas a eles por meios tangíveis.

Ele era capaz de apreender e compreender a natureza aparentemente apenas lendo e observando equações e matemática. Feynman também era incrivelmente bom em pegar tópicos altamente complexos e explicá-los de forma simples, uma habilidade que ele notou que só estava presente se você realmente entendesse algo.

Feynman trabalhou em alguns experimentos e teorias incríveis em seu tempo, chegando mesmo a ganhar o Prêmio Nobel em 1965. Talvez uma de suas contribuições mais valiosas para o campo da ciência tenha sido a da eletrodinâmica quântica, a ideia de interação entre toda luz e matéria , ligando a mecânica quântica e a relatividade especial.

Em seguida, ele propôs algo conhecido como o caminho da formulação integral, uma teoria que leva em consideração todas as trajetórias potenciais de qualquer partícula entre quaisquer dois pontos.

Os físicos afirmam que, se forem capazes de detectar a gravidade nas partículas quânticas, no nível quântico, eles serão mais capazes de entender por que a gravidade tem uma interação tão estranha com o reino quântico. Feynman teve a ideia de testar a gravidade quântica em torno da superposição quântica, ou a ideia de que uma partícula existe em todos os estados potenciais antes de você medi-la, ponto em que ela está apenas em um estado.

Feynman acreditava que, utilizando o emaranhamento quântico, você poderia pegar uma massa, colocá-la em um campo gravitacional e fazer com que ela ficasse emaranhada em um nível quântico. Então, ao utilizar sensores bem ajustados, o observador seria capaz de detectar a interferência do campo. A interferência do campo gravitacional faria com que a massa assumisse um local específico. Isso permitiria aos pesquisadores detectar e medir a gravidade quântica.

Este experimento proposto por Feynman é o que as equipes de pesquisadores estão trabalhando para replicar e concretizar. Pesquisadores de Oxford estão preocupados porque, como o experimento inicial de Feynman não tinha como medir diretamente o emaranhamento quântico, eles não seriam capazes de estabelecer uma conexão definitiva com a gravidade quântica.

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Dito isso, os pesquisadores descobriram uma maneira de quantizar duas massas e emaranhá-las, o que lhes permitiria detectar a gravidade quântica definitivamente. Cada uma das massas estaria em um estado de superposição e seria conectada por emaranhamento quântico a um campo gravitacional quântico.

O experimento está sendo desenvolvido e pode levar a um caminho ainda melhor para uma teoria de tudo. No entanto, não há garantia de que o experimento funcionará e a gravidade quântica pode acabar sendo muito mais difícil de detectar do que se pensava.

Dito isso, pesquisas intensas ainda continuam em todo o mundo para descobrir uma teoria funcional de tudo, o que levaria a uma compreensão completamente nova de como o universo se encaixa.


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