Um físico da Universidade do Colorado em Boulder está um passo mais perto de resolver um quebra-cabeça da teoria das cordas que está sendo construído há 20 anos.

Paul Romatschke, um professor associado de física na CU Boulder, desenvolveu um conjunto alternativo de ferramentas para aquelas que criaram o dilema dos três quartos da teoria das cordas, um quebra-cabeça matemático que atormenta os cientistas há anos e os impede de compreender e provar plenamente essa possível "teoria de tudo".

Embora não seja necessariamente aplicável ao mundo cotidiano, os resultados, que foram publicados esta semana em Cartas de revisão física , abre a porta para equações de nível superior que podem ter implicações na maneira como abordamos e entendemos aspectos importantes da física, como a teoria das cordas ou teorias de campo quântico, 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, esta é pelo menos uma imagem muito sugestiva, então talvez seja, se não for a solução por três quartos, pelo menos um passo para resolver isso, "disse Romatschke.

Desde 1960, os cientistas estão intrigados com a teoria das cordas, um quadro teórico da realidade que envolve minúsculos, objetos unidimensionais se contorcendo - chamados de cordas - que compõem a estrutura de tudo. Estudado pela primeira vez como uma maneira ampla de abordar uma série de questões em física fundamental, desde então, tem sido aplicado a tópicos que vão desde a física dos buracos negros até a física nuclear e as próprias origens do universo.

Mas, discutivelmente, uma de suas maiores descobertas foi a descoberta de que os buracos negros e a matéria são aproximadamente as duas faces da mesma moeda.

Essa chamada "dualidade" permite que os físicos mapeiem as propriedades da matéria (como a pressão) para as propriedades dos buracos negros encontrados na relatividade geral de Einstein, o que abriria a teoria das cordas para uma exploração matemática ainda maior. Há, Contudo, uma grande advertência - embora os físicos pensem que 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 cada vez mais complicadas. Cada vez que eles comparam esta dualidade, no entanto, todos eles obtêm exatamente o mesmo resultado:a energia livre (a capacidade de um sistema de trabalhar) de uma forte interação (ou acoplamento) dos dois é aproximadamente três quartos da força de um acoplamento fraco.

Romatschke, no entanto, acha que pode finalmente ter uma resposta para este quebra-cabeça - ele apenas teve que mudar as dimensões.

Romatschke trabalhou em um mundo que só tem duas dimensões - uma "planície", se preferir. Usando algumas das equações de pesquisas existentes sobre o assunto, bem como técnicas modernas de teoria quântica de campo, ele foi capaz de provar que existe um relacionamento forçando a matéria (neste caso, pressão) para interagir de interação zero a interação infinita.

Esta pesquisa descobriu que a pressão do acoplamento infinito é exatamente quatro quintos daquela no acoplamento zero, o que significa que não só há uma conexão mais forte nesta dimensão menor do que o que foi encontrado anteriormente, também pode fornecer uma abordagem padrão para resolver esses tipos de quebra-cabeças.

Romatschke reconhece que isso pode ser causado pelas diferenças nas dimensões, mas ainda está otimista quanto à sua utilidade para a teoria quântica de campos e para abrir o enigma da teoria das cordas, que há muito se defende.

"Esta é uma pesquisa básica. A maioria das coisas que tentamos não funciona, "disse Romatschke." Mesmo assim, se há algo que pelo menos tem potencial para funcionar, então eu acho que devemos persegui-lo. "