Pesquisadores chineses descobriram recentemente um novo efeito que pode gerar polarização de spin no fluido. O novo efeito, que é chamado de "polarização induzida por cisalhamento (SIP), "prevê que o fluxo de cisalhamento pode induzir polarização no espaço de momento.

Esta pesquisa foi conduzida por cientistas do Instituto de Física Moderna (IMP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS), junto com seus colaboradores na Universidade de Pequim e na Universidade Normal da China Central, que estudou a polarização induzida pelo fluxo de cisalhamento pela primeira vez. Suas descobertas foram publicadas em Cartas de revisão física e Journal of High Energy Physics .

No fluido que flui, pode-se observar alguns padrões especiais do campo de fluxo, como aqueles formados pelo fluxo vortical, que gira em torno de um centro e está relacionado ao momento angular orbital do fluido. Devido ao acoplamento spin-órbita, o momento angular orbital do fluxo vortical pode ser transferido para o spin de uma partícula. Esta polarização de spin induzida por vorticidade foi observada em um fluido quântico.

Além do fluxo vortical, o fluxo de cisalhamento também é bastante comum em fluidos. Contudo, é muito menos intuitivo como o fluxo de cisalhamento está relacionado ao momento angular. Assim, como isso afeta a polarização do spin nunca foi investigado antes.

Nesta pesquisa, usando a teoria quântica relativística de muitos corpos e a teoria da resposta linear, os pesquisadores estudaram sistematicamente a polarização do spin em um meio hidrodinâmico. Eles descobriram que o fluxo de cisalhamento, embora não seja intuitivamente relacionado ao momento angular orbital, também gera polarização de spin no espaço de momento por meio de acoplamento spin-órbita.

Empregando um modelo hidrodinâmico relativístico, os pesquisadores então investigaram como esse novo efeito SIP se manifesta em colisões relativísticas de íons pesados. Uma vez que estudos anteriores não incluem o efeito SIP, suas previsões sempre têm o sinal oposto em comparação com as observações experimentais. Essa discrepância às vezes é chamada de "quebra-cabeça do sinal de rotação" e tem incomodado a comunidade de pesquisa por vários anos.

Contudo, uma vez que o efeito SIP é incluído, a estranha polarização quark prevista pela teoria demonstra um padrão semelhante à polarização Lambda medida em experimentos.

Considerando a estreita relação entre a polarização quark estranha e a polarização Lambda, espera-se que o estudo atual seja um passo essencial para a solução final do quebra-cabeça do sinal de spin.

Este trabalho foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciência Natural da China e o Programa de Pesquisa Prioritária Estratégica do CAS.