Pesquisadores do Instituto de Física Teórica (ITP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e da Universidade Jiao Tong de Xangai (SJTU) descobriram que a matéria granular (como areia) e alguns modelos de buracos negros exibem efeitos não lineares semelhantes. A ponte entre os dois é a dualidade holográfica.
O estudo foi publicado na revista Science Advances em 1º de junho.

A dualidade holográfica permite mapear problemas físicos não resolvidos para contrapartes gravitacionais de dimensão superior tratáveis ​​e vice-versa. O mapeamento entre diferentes dimensões lembra a técnica de projeção holográfica óptica, daí o nome.

Embora a dualidade holográfica tenha se originado da teoria das cordas e tenha sido parte da busca por uma teoria consistente da gravidade quântica, também tem sido amplamente aplicada à cromodinâmica quântica, física da matéria condensada e informação quântica.

Neste trabalho, a ideia de dualidade holográfica é estendida a um tipo concreto de sólidos atérmicos e desordenados – materiais granulares. Como os grânulos tendem a ter um tamanho macroscópico, as flutuações térmicas e os efeitos quânticos podem ser ignorados.

Além disso, a teoria tradicional da elasticidade de cristais ordenados não é mais aplicável, devido à natureza desordenada dos materiais granulares (ou seja, não há estrutura de rede periódica para a distribuição espacial dos grãos). Compreender as propriedades físicas da matéria granular, como as respostas mecânicas complexas, continua sendo um desafio teórico.

Materiais granulares podem resistir a deformações até certo ponto e manter sua integridade estrutural. No entanto, quando a deformação ultrapassa um determinado limite, o material se rompe, fenômeno conhecido como escoamento. Em alguns casos, o cisalhamento pode levar ao endurecimento do sistema granular (ou seja, um aumento no módulo de cisalhamento), que aparece como uma resposta não linear à deformação externa.

Este estudo prevê relações intrínsecas entre a elasticidade não linear, rendimento e entropia da matéria granular, com base no princípio da dualidade holográfica e técnicas eficazes de teoria de campo. Simulações computacionais de modelos granulares verificam as previsões teóricas.

Esta pesquisa não apenas expande o escopo de aplicação da dualidade holográfica, mas também revela a relação potencial entre a física dos buracos negros e materiais amorfos, fornecendo um novo caminho para o estudo e compreensão de sistemas complexos. + Explorar mais

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